1、主講人：夏洪斌主講人：夏洪斌1、優點和缺點、優點和缺點 2、基本電路結構、基本電路結構 3、直流、直流-直流變換器基本拓撲直流變換器基本拓撲 4、幾種復位方式及其比較、幾種復位方式及其比較5、變壓器設計、變壓器設計6、耦合電感設計及次級疊加方式、耦合電感設計及次級疊加方式一、優點和缺點 1、優點：結構簡單，驅動電路簡單，輸出紋波電流小適用于低電壓大電流輸出，易于多路輸出，可靠性高。 2、缺陷：變壓器單向勵磁，利用率低，EMI不好處理，并聯工作需要均衡電路。正激變換器基本結構圖直流斬波器及其分類依直流斬波器的功能可以分為：功率依直流斬波器的功能可以分為：功率控制型、調壓型、調阻型等等控制型、調壓

2、型、調阻型等等 按直流斬波器輸入輸出電壓間關系可按直流斬波器輸入輸出電壓間關系可以分為：當以分為：當UoUo大于大于UinUin時，稱其為升壓時，稱其為升壓斬波器斬波器(Boost Converter )(Boost Converter )；當；當UoUo既可既可以小于以小于UinUin也可以大于大于也可以大于大于UinUin時，稱其時，稱其為反轉斬波器或升降壓斬波器為反轉斬波器或升降壓斬波器Buck-Buck-Boost Converter Boost Converter ） 按斬波開關所采用的器件分類：按斬波開關所采用的器件分類：BJTBJT斬波器、斬波器、MOSFETMOSFET斬波器、

3、斬波器、IGBTIGBT斬波器、斬波器、ThyristorThyristor斬波器等等斬波器等等 按直流電源與負載間的能量傳遞關系按直流電源與負載間的能量傳遞關系對斬波器分類對斬波器分類 ：輸出電壓和電流皆不：輸出電壓和電流皆不可逆的稱為單象限斬波器；僅輸出電流可逆的稱為單象限斬波器；僅輸出電流或輸出電壓可逆的稱為兩象限斬波器；或輸出電壓可逆的稱為兩象限斬波器；輸出電流和電壓都可逆的稱為四象限斬輸出電流和電壓都可逆的稱為四象限斬波器波器 直流斬波電路的工作原理 降壓斬波電路Buck) 帶純電阻負載的降壓斬波器工作原理 （a主電路b輸出電壓、電流波形 tdsondtdsRTsRUTtUdtUTd

4、tuTuUonsR)(1100tdtdsTRsTRsRRRUdtRUTdtRuTdtiTiIIonss0001111tdddtsRRTsRRUdtRUUTdtiuTPons200)(11純電阻負載純電阻負載 由此可知，改變導通比，不僅能夠控制斬由此可知，改變導通比，不僅能夠控制斬波器輸出電壓的大小，而且能夠控制其輸出電波器輸出電壓的大小，而且能夠控制其輸出電流和輸出功率的大小流和輸出功率的大小 電阻電感性負載電阻電感性負載圖 帶電阻電感性負載的斬波器（a主電路 （b有關電壓電流波形 在上圖中，因負載是純阻性的，所以斬波器的輸出電流與在上圖中，因負載是純阻性的，所以斬波器的輸出電流與輸出電壓波形

5、相似，且都有很大的脈動。若要使負載電流輸出電壓波形相似，且都有很大的脈動。若要使負載電流平滑化，需在原電路基礎上增加平波電抗器平滑化，需在原電路基礎上增加平波電抗器L L和續流二極管和續流二極管DFDF，如左圖所示。，如左圖所示。dtdsonRRUUTtUuuU00110101)1(1IUdtiTUdtiUTPdTsdTdsssSTRRSRodtiuTPP01tRdRdoIIUUUU1 （1 1降壓斬波器的輸出電壓平均值與輸入電壓之比，剛好等于斬波開降壓斬波器的輸出電壓平均值與輸入電壓之比，剛好等于斬波開關的導通時間與斬波周期之比。改變導通比就可以控制斬波器的輸出電壓關的導通時間與斬波周期之比

6、。改變導通比就可以控制斬波器的輸出電壓和電流的平均值。和電流的平均值。 （2 2在負載電流連續且可略去電流紋波影響時，此斬波電路有類似于在負載電流連續且可略去電流紋波影響時，此斬波電路有類似于變壓器的規律：電壓比與電流比成反比，其導通比則類似變壓器的匝比變壓器的規律：電壓比與電流比成反比，其導通比則類似變壓器的匝比k k。 （3 3在上圖的降壓斬波電路中，由于電感的作用，使負載電流脈動減在上圖的降壓斬波電路中，由于電感的作用，使負載電流脈動減小、乃至連續，這是實際負載所期望的。因此該電路也是最常用的。人們小、乃至連續，這是實際負載所期望的。因此該電路也是最常用的。人們把包含斬波開關把包含斬波開

7、關S S、電感、電感L L和續流二極管和續流二極管DF DF 的電路稱為降壓斬波器的主電路。的電路稱為降壓斬波器的主電路。 升壓斬波電路升壓斬波電路 升壓斬波器的工作原理圖圖a)a)所示電路為升壓斬波器主電路。當開關所示電路為升壓斬波器主電路。當開關S S導通時，升壓導通時，升壓二極管二極管VDVD承受反向電壓而截止，其等效電路如圖承受反向電壓而截止，其等效電路如圖b)b)所示。所示。此時電源電壓加在電感此時電源電壓加在電感L L上，電感電流上，電感電流iLiL增長，電感增長，電感L L儲能儲能增加，與此同時電容增加，與此同時電容C C向負載供電，電容電壓下降。當開關向負載供電，電容電壓下降。

8、當開關S S關斷時，電感電流關斷時，電感電流iLiL下降，電感下降，電感L L的感應電勢改變極性，的感應電勢改變極性，與電源電壓疊加，強迫升壓二極管與電源電壓疊加，強迫升壓二極管VDVD導通，電源和電感同導通，電源和電感同時為負載供電和向電容時為負載供電和向電容C C充電，由此得到一個比電源電壓還充電，由此得到一個比電源電壓還高的輸出電壓，其等效電路如圖高的輸出電壓，其等效電路如圖c c所示。所示。 dtdonssdoffsUUtTTUtTU110LtsLoffDoITItII)1 (LdLtdtoIUIUIU)1 (110 改變導通比 ，輸出電壓既可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。當0

9、1/2時為降壓，當1/2 1時為升壓，因此將該電路稱作升降壓斬波電路。也有文獻直接按英文稱之為buck-boost 變換器Buck-Boost Converter）。 圖b中給出了電源電流i1和負載電流i2的波形，設兩者的平均值分別為I1和I2，當電流脈動足夠小時，有: VDotb)ERLa)CVoti1i2uLuoILi1i2tontoffILILoffon21ttII圖 升降壓斬波電路及其波形a電路圖 b波形由上式可得： 如果V、VD為沒有損耗的理想開關時，那么 其輸出功率和輸入功率相等，可看作直流變壓器。1121IIttIonoff2o1IUEI 三繞組復位特點 一般選擇復位繞組匝數與主

10、繞組匝數相等DBsat 則調整設計 計算NscsABrBmTDVdcNp)(max)(min)BsatBrNpATDVdcBmcs(max)(min)NNpNs耦合電感設計知:Vo1 Io1max Io1min Vo2 Io2max Io2min Fs=70K計算最大和最小占空比(max)(min)dcfoVVVND(min)(max)dcfoVVVND計算I：計算等效電感臨界感量Lo）計算最大等效電流Imax計算最大等效峰值電流Ipk)(22121ooooINNIITDVVLoLfomin)1)()(Im1221NoNoooIIax)(Im2IpkaxI計算儲存能量：確定電感尺寸確定圈數由電壓比確定另一輸出圈數22LIpkEng )(*10*2*44cmJkBEngAcWaApumALLoNNLos*1000112101202)()(ssddNNVVVV功率MOS管 電壓應力： BVdssVdc(max)(1+Np/Nr) 電流應力：LpTsDVdcNIoIoIDmax(min)(min)(max) 整流二極管的選擇(max)*)(VdcNpNsVrrmmax(max)(DIoavgIo(min)(max)IoIoIFSM