1、2020/6/20,研討背景,在各種電子設(shè)備中，經(jīng)常需要將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換到電路所需要的直流電壓，同時(shí)，將不穩(wěn)定的直流電壓變成穩(wěn)定的電壓，這種電路稱為dc-dc電源電路。 電路通常用電子開關(guān)器件和起儲(chǔ)能和平滑作用的電感和電容構(gòu)成。 dc/dc 轉(zhuǎn)換器分為三類：升壓型dc/dc 轉(zhuǎn)換器、降壓型dc/dc 轉(zhuǎn)換器以及升降壓型dc/dc 轉(zhuǎn)換器。 用動(dòng)態(tài)電路分析方法可以解釋這種電路的工作原理。,題目一：用動(dòng)態(tài)分析方法求出電感電流一個(gè)周期的波形,dc-dc降壓轉(zhuǎn)換器 理論分析電感電流il 分析時(shí)假定v0為直流v0 (理論證明假設(shè)成立！) 求響應(yīng)的一個(gè)周期， 周期起始值等于周期 結(jié)束值,假設(shè)uc=uo

2、 =常數(shù)il線性增加,0t1：,假設(shè)uc= uo =常數(shù)il線性減少,升壓變換電路,dc-dc升壓轉(zhuǎn)換器 理論分析電感電流il 分析時(shí)假定v0為直流v0 求響應(yīng)的一個(gè)周期， 周期起始值等于周期 結(jié)束值,t導(dǎo)通等效電路,t斷開等效電路,計(jì)算過程：,0t1： = + = l i=c + 化簡可得： + + = 代入數(shù)據(jù)的特征方程為： s2+200s+106=0 解得：s1=-100+1000j s2=-100-1000j 開關(guān)變換頻率f= = 159hz,綜上所述： 由于開關(guān)的變化，使產(chǎn)生的電感電壓為直流脈沖，分析可得產(chǎn)生的電感電流為三角波，其關(guān)系如下圖所示：,題目二：求出兩個(gè)電路中輸出電壓與輸入

3、電壓的關(guān)系。證明改變占空比d =t1/ t可以調(diào)整輸出電壓的高低。,設(shè)il(0)=0 uc(0)=0 0t1： il(t)= dt= t1t： il(t)= 又因?yàn)殡娏鞯牟豢赏蛔冃?，所以il(0) =il(t)=0 穩(wěn)態(tài)情況下，電感上一周期的平均電壓為零 由此可以推出：u0= uin=duin 同理升壓轉(zhuǎn)換電路中有輸入電壓、輸出電壓、占空比之間的關(guān)系為： u0= uin= uin,仿真： 用脈沖電壓控制兩個(gè)開關(guān)同時(shí)動(dòng)作 用20khz的脈沖波形控制開關(guān)的切換，驗(yàn)證理論分析結(jié)果 利用受控源測量電感兩端電流和電壓波形,題目三：在ewb中，用電壓控制開關(guān)構(gòu)建dc-dc電路的仿真電路,2020/6/20

4、,定義上述電路中導(dǎo)通占空比d為:,2020/6/20,改變占空比d有三種基本方法：,脈沖頻率調(diào)制(pfm),維持ton不變，改變ts。改變ts就改變了輸出電壓周期或頻率。,2020/6/20,脈沖寬度調(diào)制(pwm),維持ts不變，改變ton 在這種方式中，輸出電壓波形的周期不變，僅改變脈沖寬度。,改變占空比d有三種基本方法：,2020/6/20,改變占空比d有三種基本方法：,混合脈沖寬度調(diào)制,脈沖周期ts與寬度ton均改變。,廣義的脈沖寬度調(diào)制技術(shù)包含上述三種控制方式,dc-dc降壓轉(zhuǎn)換器仿真電路圖,波形為：,dc-dc升壓轉(zhuǎn)換器仿真電路圖：,波形為：,降壓轉(zhuǎn)換器,升壓轉(zhuǎn)換器,擴(kuò)展：用二極管代替開關(guān)s2，分析與仿真 s1閉合時(shí)二極管截止（斷開） s1斷開時(shí)電感電流的連續(xù)性產(chǎn)生感應(yīng)電壓，強(qiáng)迫二極管導(dǎo)通（短路）,題目四：重復(fù)題三的理論分析，并進(jìn)行ewb仿真,將電路中的開關(guān)s2用二極管代替，在圖4-1中，正極在下方；在圖4-2中，正極在左側(cè)。假設(shè)二極管加正向電壓時(shí)導(dǎo)通，電阻為0；加反向電壓時(shí)斷開