隔离型变换器工作原理的讲解
隔离型DCDC变换器课件
分布式电源系统中的应用
在分布式电源系统中，隔离型DCDC变 换器主要用于将多个分布式电源的输出
进行统一管理和调节。
分布式电源系统的电源可能来自不同的 能源，如太阳能、风能、燃料电池等， 其输出电压和电流各不相同，因此需要 使用隔离型DCDC变换器进行统一调节
。
隔离型DCDC变换器能够实现高效率的 能量转换，同时保证系统的稳定性和安
宽范围输入输出
优化控制策略，实现宽范 围输入输出电压的稳定控 制。
高效能量传输
优化控制策略，实现能量 的高效传输和利用。
元器件的优化选择
高频开关器件
选择高频开关器件，提高转换效 率，减小体积和重量。
高性能磁性元件
选择高性能磁性元件，减小磁芯损 耗和线圈损耗，提高效率。
高精度检测元件
选择高精度检测元件，提高输出电 压的精度和稳定性。
变换器的安全运行。
驱动电路设计
驱动芯片选择
根据开关元件的特性和控制信号的要 求，选择合适的驱动芯片。
隔离设计
根据主电路的拓扑结构和安全规范， 设计适当的隔离电路，以确保驱动信 号与主电路的电气隔离。
驱动信号处理
对控制电路输出的控制信号进行必要 的处理，以满足驱动芯片的输入要求 。
驱动信号调整
根据开关元件的特性和控制要求，调 整驱动信号的幅度、相位和频率等参 数。
PART 03
隔离型DCDC变换器的电 路设计
REPORTING
主电路设计
输入与输出电压范围
确定变换器的输入和输出电压 范围，以满足特定的应用需求
。
功率等级
根据负载需求，选择合适的功 率等级，并据此选择适当的元 件。
拓扑结构
选择合适的主电路拓扑结构， 如Bo分析
隔离型dcdc转换器工作原理
隔离型dcdc转换器工作原理隔离型DC-DC转换器是一种常见的电力转换器件，其主要作用是将一个直流电压转换为另一个直流电压，并且在输入端和输出端之间具有电气隔离功能。
隔离型DC-DC转换器通常由输入电路、控制电路和输出电路组成。
我们来了解一下隔离型DC-DC转换器的输入电路。
输入电路主要由输入电压源、输入滤波电路和输入保护电路组成。
输入电压源提供输入电压，可以是直流电源或交流电源经过整流后得到的直流电压。
输入滤波电路用于滤除输入电压中的高频噪声和干扰信号，以保证转换器的正常工作。
输入保护电路主要用于对输入电压进行过压保护、欠压保护等，以保护转换器的安全运行。
接下来，我们来了解一下隔离型DC-DC转换器的控制电路。
控制电路主要由控制芯片、反馈电路和PWM调制电路组成。
控制芯片是转换器的核心部件，它负责监测输出电压，并根据反馈电路的反馈信息来调节控制信号，控制转换器的工作状态。
反馈电路用于检测输出电压，并将检测到的电压信号反馈给控制芯片，以实现输出电压的稳定控制。
PWM调制电路主要用于产生PWM信号，通过调节PWM信号的占空比来控制转换器的输出电压。
我们来了解一下隔离型DC-DC转换器的输出电路。
输出电路主要由功率开关器件、输出滤波电路和输出保护电路组成。
功率开关器件通常采用晶体管或MOSFET等器件，用于实现输入电压向输出电压的转换。
输出滤波电路用于滤除输出电压中的高频噪声和干扰信号，以保证输出电压的稳定性和纹波度。
输出保护电路主要用于对输出电压进行过流保护、过压保护等，以保护负载和转换器的安全运行。
总的来说，隔离型DC-DC转换器通过输入电路将输入电压转换为控制电路可以处理的电压，然后通过控制电路对转换器进行控制，最后通过输出电路将控制电路处理后的电压输出给负载。
隔离型DC-DC转换器具有输入输出电气隔离的能力，可以有效地隔离输入端和输出端的电气噪声和干扰信号，提高系统的可靠性和稳定性。
隔离型DC-DC转换器广泛应用于电力电子、通信设备、工业控制等领域，为各种电子设备的正常运行提供了稳定可靠的电源支持。
4-开关电源-隔离型DC-DC变换器PPT课件
电源技术
隔离型DC/DC变换器
隔离型Buck-Boost变换器-单端反激型变换器
开关管的选择
VT
VD
uB
当开关管导通时，开关管最 Ui 大电压
N1
N2
C0
UO
UVT max U1 nUo
额定电压一般取此最大电压的2~3倍。
电源技术
隔离型DC/DC变换器
隔离型Buck-Boost变换器-单端反激型变换器
VD
L
Ui VD2
VD1
VT uB
C0
UO RL
当VT截止时，初级绕组和次级绕组下正上负VD反偏截 止。去磁绕组上正下负，VD2导通，释放磁芯的能量。 输出回路有电感L供应电能。
电源技术
隔离型DC/DC变换器
隔离型Buck变换器-单端正激变换器
工作原理
当VT截止
uVD1
0
VD
L
uN1
t
0
Ui
VD1
UVT
Ui
N1 N2
Uo
Ui
N N
1 2
U
iton
RL 2L1T
uVD1
0
t
uN1 0
VT
VD
t
uB
Ui
N1
N2
C0
UO
VT承受的电压与负载有关，注意负载的选择，否则会 电烧源掉技术二极管和开关管。
隔离型DC/DC变换器
隔离型Buck-Boost变换器-单端反激型变换器
变压器磁通连续状态
uVD1
C0
UO
RL
t
VD2 VT
uB
iVD 0 t
电源技术
隔离型DC/DC变换器
隔离型dcdc转换器工作原理
隔离型dcdc转换器工作原理隔离型DC-DC转换器是一种常用的电力转换设备，其主要功能是将输入电源的直流电压转换为需要的输出电压。
它通过使用变压器来实现输入和输出之间的电气隔离，从而保护输出负载免受输入电源中的电气干扰和故障的影响。
隔离型DC-DC转换器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 输入电源隔离：隔离型DC-DC转换器的第一步是将输入电源与输出负载之间进行电气隔离。
这是通过使用变压器来实现的，变压器中的绕组将输入电源与输出负载完全隔离开来，避免了电气干扰的传递。
2. 输入端整流滤波：在输入电源进入隔离型DC-DC转换器之前，通常会先进行整流和滤波处理。
整流将交流电源转换为直流电源，滤波则去除直流电源中的纹波成分，以确保输入电源的稳定性和纹波的低水平。
3. 调节器件控制：隔离型DC-DC转换器通常采用调节器件来实现输入与输出电压之间的转换。
调节器件可以是开关管（如MOSFET）或开关二极管（如Schottky二极管），其工作周期由控制电路控制，以实现输入与输出之间的电压转换。
4. 变压器工作：在调节器件的控制下，输入电压经过变压器的绕组，通过电磁感应作用转换为输出电压。
变压器的绕组比例决定了输入与输出电压之间的变化关系。
5. 输出端滤波：转换后的输出电压通常会有一定的纹波成分，为了降低纹波的水平，隔离型DC-DC转换器会在输出端进行滤波处理。
滤波电路通常由电容器和电感器组成，能够有效去除输出电压中的纹波成分，使输出电压更加稳定。
6. 输出负载保护：隔离型DC-DC转换器还会具备一些保护功能，以保护输出负载不受输入电源中的干扰和故障的影响。
常见的保护功能包括过流保护、过压保护和短路保护等，能够在输出负载出现异常情况时及时切断输出电源，以保护负载的安全。
隔离型DC-DC转换器通过使用变压器进行电气隔离，并通过调节器件控制输入与输出之间的电压转换，实现了输入电源与输出负载之间的电气隔离和电压转换。
隔离反激式转换器的原理
隔离反激式转换器的原理隔离反激式转换器（Isolated Flyback Converter）是一种常见的开关电源。
它通过将输入电源转换为高频交流信号，再通过变压器隔离来转换输出电压和电流。
本文将介绍隔离反激式转换器的工作原理、基本结构和优缺点。
工作原理隔离反激式转换器的工作原理可以大致分为两个步骤：1.开关阶段：输入电源交替开关导通，输入电感谐振产生电压，对输出电容充电。
2.收集阶段：开关断路，变压器漏感电压对输出电容放电，输出电压向上升至需求水平，重复以上步骤。
通俗来讲，在隔离反激式转换器中，交替开关导通会创建脉冲电压，这个电压会给变压器施加冲击。
当开关关闭时，变压器次级线圈的能量被存储在电感上。
当变压器的交流电压高于输出电压时，输出电容会被放电。
这个过程可以产生一个可调的输出电压。
基本结构隔离反激式转换器通常由以下部件组成：1.输入直流电源。
2.输入滤波电容。
3.稳压器部件（如MOSFET活着BJT），用于控制电源开关。
4.计时器元件，组织开关电源的转换。
5.变压器，用于对输入电压和输出电压进行隔离和转换。
6.输出矩阵和电容。
7.输出rectifiers，过滤电容和稳压器元件，用于稳定输出电压。
优点和缺点隔离反激式转换器具有以下优点：1.可以在一个系统中连接多个负载。
2.可以利用矩阵和电容进行反射功率控制，提高系统的效率。
3.变压器隔离安全保证。
4.可以在低电压范围内实现高电压输出。
不过，隔离反激式转换器也存在缺点：1.使用隔离变压器增加成本。
2.由于变压器的固有漏阻，效率可能降低。
3.稳定输出电压可能受变压器比率和电容大小的影响。
4.变压器磁噪声会对系统产生干扰。
结论综上所述，隔离反激式转换器是一种常见的开关电源。
其工作原理是通过将输入电源转换为高频交流信号，再通过变压器隔离来转换输出电压和电流。
虽然隔离反激式转换器具有一些优点，如可以连接多个负载和可以在低电压范围内实现高电压输出。
但是，也存在一些缺点，如使用隔离变压器增加成本和变压器漏阻可能降低效率等。
第四章隔离型DCDC变换器
• （2）VD1承受最大电压出现在VT导通时
UVD max U N 2 Ui / n
• （3）VD承受最大电压出现在VT截止时
UVD max Ui / n
12
隔离型Buck变换器——单端正激变换器
多路输出的正激变换器原理图
I L U N 2 UO U / n UO ton i ton L L U nU O i D nfL
• （2）当N1=N3时，开关管承受最大电压为2Ui
11
隔离型Buck变换器——单端正激变换器
• 整流二极管、续流二极管的选择
• （1）流过整流二极管和续流二极管中的电流峰值均为 电感电流峰值
S N
e感应电动势
t
d e dt
18
电磁感应定律
如果是多匝线圈
d d e N dt dt
式中：Ψ＝Nφ－磁链（Wb)韦伯
19
电路中的磁元件
1、自感 自感系数 即
Li
i
20
L
电感单位 L=伏.秒/安=欧秒=亨利 简称亨,代号H
电感的感应电势符号和单位
VT1、VT2同时导通：UNP－>UNS，iVD3 ↑，iVD4 关闭
I2P UO U toff O (1 D) L2 fL2
I2P
I 2 Ptoff
IO / T IO D 1 I2P
U O IO fL2
• 开关管的选择
I D max UO IO N2 I1P I2P 2 N1 n fL2
• 整流二级管的选择
I D max I 2 P U O IO n 2 fL2
第四章隔离型DCDC变换器
48
单端变压隔离器的磁通复位技术
高Br的去磁方法
（c）利用滤波电感作为恒流源
强制磁芯去磁各种方法
49
单端变压隔离器的磁通复位技术
高电压源变换器中去磁电路
利用 原边绕组本身
双开关、单端去磁线路
50
双管正激式DC/DC变换器
电路结构
注意点： D ≤ 0.5
工作原理
隔离变压器的工作原理与作用是什么
隔离变压器的工作原理与作用是什么
隔离变压器是一种常用于电力系统中的重要设备，其主要作用是将电路隔离，
有效防止电气设备遭受漏电等问题。
隔离变压器通过将输入和输出端的电路隔离开来，达到安全使用电力的目的。
工作原理
隔离变压器的工作原理主要基于电磁感应定律。
当输入端通电时，产生的电流
会在输入绕组中形成磁场，并通过铁芯传导到输出绕组中。
由于输入和输出绕组相互感应，可以实现输入电压到输出电压的转换。
在隔离变压器中，输入和输出绕组之间存在绝缘层，隔离了输入端和输出端的
电路，因此可以有效地防止电流通过绕组之间的直接导通。
这种设计可以有效地减少漏电等安全隐患，提高电路的稳定性和可靠性。
主要作用
1.电气隔离：隔离变压器能够有效地将输入端和输出端的电路隔离开
来，防止漏电或电流直接传导到其他电路，确保电路的安全性。
2.电压转换：隔离变压器可以实现输入端电压到输出端电压的转换，
满足不同电器设备对电压要求的需求。
3.减小电磁干扰：由于漏电磁场少，可以减少对其他设备的电磁干扰，
提高整个电力系统的稳定性。
4.提高绝缘等级：隔离变压器的设计可以使绕组之间的绝缘更加完善，
提高设备的绝缘等级，保障设备和人员的安全。
总之，隔离变压器在电力系统中起着至关重要的作用，通过其工作原理，有效
地实现了电路隔离和电压转换，提高了电力系统的安全性和稳定性。
以上是关于隔离变压器的工作原理与作用的相关介绍，希望能对读者有所帮助。
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（ 城工 学 院 盐 电气工 程学 院 ，江 苏 盐城 ２４ ５ ） ２ ０ １
摘 要 ：《 关 电 源及 技 术》 课 程 中 的 一 个 重要 内容 是 隔 离型 基 本 电路 ，对 这 类 电路 的透 彻 讲 解 时 需 要 结 开
合 磁 路 和 电路 的基 本 定律 。本 文 分析 了 变 压 器 的 基 本 工 作 原 理 ，指 出激 磁 电流 与 铁 心 磁 滞 回 线 的 对 应 关
要 能 够 透 彻 的讲 解 这些 电路 的 工作 原 理 需 要 集 合 电 路 和 磁 路 的基 本 知识 ，但 目前 的 教 材 和 参 考 书 出 于 各 方 面 的原 因 未详 细 与磁 路 相结 合 介 绍 电 路 工 作 过 程 中 各 模 态 的 电流 流通 路 径 形 成 的原 因 。本 文 将 电 路 和 磁 路 相 结 合 对 推 挽 型 电路 进 行 讲 解 ，详 细介 绍 了 每 一 个 工 作 模 态
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径为什么使所有的整流二极管都导通 ？③对 于变压器 副
边 为全 波 整 流 电 路 的 推 挽 型 电 路 ，开 关 管 关 断 时 ，变 压
图 １ 变 压 器 的 带载 运 行
器 原边 电 流 ｉ ＝ ，而 两 个 变 压 器 副 边 却 对 电感 电 流 续 ． ０
流 ，这不 是 和 变 压 器 的 电 流 公 式 Ⅳ ｉ ＝Ｎ ｉ 矛 盾 吗？ 相
对 于像 半 桥 、全 桥 以及 推 挽 型 电路 ，稳 定 工 作 时 变 压 器 铁 芯 的磁 滞 回线 如 图 ２所 示 ，假 设 在 作 用 正 向 电压 时 ，铁 芯 正 向磁 化 ，对 应 于 磁 滞 回线 就 是 从 Ａ点 变 化 到 ｃ点 ；与 之 相 反 ，变 压 器 作 用 反 向 电 压 时 ，铁 芯 反 向磁 化 对 应 的磁 滞 回线 就 是 从 ｃ点 向 Ａ点变 化 ；如 果 变 压 器
ｉ，不 考 虑 变 压 器 线 圈 的 阻 抗 以 及 原 边 和 副 边 的 漏 感 ， Fra bibliotek ，Ｈｃ
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－ 一
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Ｂ
则 变 压 器 运 行 参 数 满 足
ｒ￡ｌ ：
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＋ ，
图 ２ 变 压 器 铁 芯 磁 滞 回线
Ｊ ｉ。 ｉ２ Ｎ ： ＋２ Ｎ Ｎ
【Ｉ ２ “Ｎ “Ⅳ ＝ ２ Ｊ
（） １
图 ２中 的横 坐 标 量 为磁 场 强 度 日，根 据 磁 路 的 基 尔 霍 夫 第 二 定 律 ，得
Ｈ ＝Ｎ ／ ｌ （） ２
● 作者 简 介 ：阚 加 荣 （ ９９一） １７ ，男 ， 江 苏 盐 城 人 ，讲 师 ，主 要 研究 方 向 ：电 力 电 子 与 电力 传 动 。
中 电流 通 路 的成 因 ，并 可 以将 该 分 析 问题 的 方 法 推 广 到 其 它 隔 离 型 电路 。
端 电压为 ０ ，那 么 ，铁 芯 中的磁 路参数 值保持不 变。而
对 于 像 正 激 和 反 激 型 电 路 ，磁 滞 回线 形 状 与 图 ２一 样 ， 但 变 压 器 铁 芯 仅 在 第 １ 限 内磁 化 和 退 磁 ，铁 芯 的 利 用 象
和 电流 表 达 式 。 关 键 词 ： 隔 离 变换 器 ； 变压 器 ；激 磁 电流 ；磁 滞 回线 ；楞 次 定律 ；排 除 法
《 关 电 源 技 术 》 是 我 校 针 对 电 气 工 程 及 其 自动 其 中 ，ｉ 开 和 分 别 为 变 压 器 的 激 磁 电 流 与 副 边 电 流 折 化 专 业 、 电力 电 子 技 术 方 向 的 学 生 开 设 的 一 门 专 业 课 算 到 原 边 的量 ，也 就 是 说 ，变 压 器 原 边 电 流 包 含 两 部 程 ，该 课 程 融 合 了本 专 业 前 期 所 学 的 多 门 专 业 基 础 课 的 分 。 内容 ，因 此 其 专 业 性 极 强 。开 关 电源 的基 本 隔 离 型 电 力 电 子 电路 是 本 门课 程 的一 个 重 点 和 难 点 ，同 学 们 在 学 习 时 经 常 会 问 ：① 反 激 型 电路 中 ，变 压 器 原 边 和 副 边 都 有 自感 ，为 什 么 在 开 关 管 关 断 时 刻 ，副 边 电流 会 从 零 突 变 为 一个 大 于 ０的值 ，这 不 是 与 电感 电 流 不 能 突 变 相 矛 盾 吗 ？② 半 桥 型 电 路 在 开 关 管 关 断 以后 电感 电 流 续 流 的路
总 第 １ ９期第 ３期 ０ ２１ ０ １年 ９月
高 校 实 验 室 工 作
研 究
Ｓ ｒａ ＮＯ． ０ ＮＯ． ｅｉｌ １ ９， ３
ＧＡＯＸＩ ＨＩ ＡＯ Ｓ ＹＡＮＳ ＨＩＧＯＮＧＺ ＵＯ ＹＡＮＪ Ｕ Ｉ
Ｓｐ ｅ ．２ １ ０１
隔 离型 变 换 器 工 作 原 理 的讲 解
系 ，并 以推 挽 型 电路 为例 ，结合 磁 路 中的楞 次 定律 、 法拉 第 电磁 感 应 定 律 以及 磁 路 的基 尔霍 夫 第二 定 律 ， 通 过 排 除 法详 细分 析 了电路 工作 过 程 中 电 流 通 路 形 成 的 原 因 ，并 给 出 了 电路 工作 波 形 以 及 关键 点 的 电压
率 较 低 ，但 问 题 分 析 的思 路 一 样 。
， ，ｌ
ｌ 变 压 器 的 基本 工 作 原 理
图 １为 变 压 器 的 带 载 运 行 原 理 图 ，原 边 和 副 边 分 别
●
为 Ⅳ 和 Ⅳ 匝 ，电 压 分 别 为 ／ 。 ： ／ ， “ ，电 流 分 别 为 ｉ 和 和 。