升降压双向直流变换器
双向dcdc变换器 (2)

双向 DC-DC 变换器简介双向 DC-DC 变换器是一种可以实现能量在两个方向上传输的电路,能够将能量从一个电源转移到另一个电源。
它在电动车、太阳能系统、电池储能系统等应用中得到广泛应用。
本文将介绍双向 DC-DC 变换器的原理、工作模式和应用。
原理双向 DC-DC 变换器通过两个独立的电感和开关器件实现能量的双向传输。
其拓扑结构常见的有升降压式和升压式两种。
在升降压式拓扑中,输入电源可以比输出电源的电压高或低;而在升压式拓扑中,输入电源的电压必须比输出电源的电压高。
下面介绍升降压式和升压式拓扑的工作原理:升降压式拓扑升降压式拓扑常用的桥式电感拓扑是最常见的升降压式拓扑。
其电路图和工作原理如下:升降压式拓扑升降压式拓扑在升降压式拓扑中,当开关 SW1 和 SW2 关闭时,电感 L1 储存电能;当 SW1和 SW2 开启时,通过二极管 D1 转移到电容 C1 上。
同样,当开关 SW3 和 SW4 关闭时,电感 L2 储存电能;当 SW3 和 SW4 开启时,通过二极管 D2 转移到电容 C2 上。
升压式拓扑升压式拓扑常用的桶式电感拓扑是最常见的升压式拓扑。
其电路图和工作原理如下:升压式拓扑升压式拓扑在升压式拓扑中,当开关 S1 关闭时,电感 L1 储存电能;当 S1 开启时,通过二极管 D1 转移到电感 L2 上。
此时,电容 C1 上的电压逐渐升高,最终达到所需的输出电压。
工作模式双向 DC-DC 变换器有三种工作模式:降压模式、升压模式和反向电流保护模式。
降压模式降压模式是指输入电压高于输出电压的情况。
在此模式下,开关器件周期性地开启和关闭,以维持输出电压在设定范围内。
当开关器件关闭时,电感和电容储存能量;而当开关器件打开时,能量从电感和电容中释放,通过二极管传递到输出端。
这个过程会不断循环,以保持输出电压稳定。
升压模式升压模式是指输入电压低于输出电压的情况。
在此模式下,开关器件周期性地开启和关闭,以提供所需的输出电压。
双向dc-dc变换器是什么 双向dcdc变换器原理

双向dc-dc变换器是什么双向dcdc变换器原理双向直流变换器双向DC-DC变换器是实现直流电能双向流动的装置,主要应用于混合动力汽车和直流不间断供电系统等双向直流变换器采用经典BUCK/BOOST电路拓扑,具备升降压双向变换功能,即升降压斩波电路。
能量从C1流向C2时,直流变换器工作在BOOST模式下,实现升压功能;能量从C2流向C1时,直流变换器工作在BUCK模式下,实现降压功能。
双向直流变换器功能描述:恒压充、放电机转换,恒功率充、放电及转换等;电池侧和直流母线侧双向升降压;l 兼容多种不同配置和型号的蓄电池;电池侧接光伏电池板时具备MPPT功能;多台变流器并联运行控制功能(主从控制,下垂控制);双向直流变换器原理所谓双向DC-DC变换器就是DC-DC变换器的双象限运行,它的输入、输出电压极性不变,但输入、输出电流的方向可以改变。
变换器的输出状态可在V o-lo 平面的一、二象限内变化。
变换器的输入、输出端口调换仍可完成电压变换功能,功率不仅可以从输入端流向输出端,也能从输出端流向输入端。
图1-1为BDC的二端口示意图。
从各种基本的变换器拓扑来看,用双向开关代替单向开关,就可以实现能量的双向流动。
双向DC-DC变换器实现了能量的双向传输,在功能.上相当于两个单向DC-DC变换器,是典型的机两用”设备。
在需要双向能量流动的应用场合可以大幅度减轻系统的体积重量及成本,有重要研究价值。
双向DC-DC变换器的应用在一一个系统中的直流电源(或直流源性负载)间需要双向能量流动的场合都需要双向DC-DC变换器。
因此直流电机驱动系统、不停电电源系统、航空航天电源系统、太阳能(风能)发电系统、能量储存系统(如超导储能)、电动汽车系统等系统中都有其适用场合。
下面列举几个预研的或已应用的实例,以使BDC的概念更清晰。
双向直流变换器因公环境介绍双向DC-DC变换器是能够根据能量的需要调节能量双向传输的直流到直流的变换器。
双向DCDC变换器

双向DCDC变换器1、什么是双向DCDC在储能系统、以及汽车动力系统中,存在既需要向负载供电,又存在给电池等放电的情况,我们也把这种电流反向馈入电源侧的模式称为馈电,也称这种能量可以双向流动的开关变换器为双向变换器(Bi_direactional DC/DC Converter)。
同样其也分为隔离与非隔离。
之前我们介绍的变换器均只有一个开关管,且只能实现电流的单一反向流动,所以其能量也是单相传递。
其实从理论上来说,比如buck电路正向来看是降压,反向看其实就是升压电路,所以我们只需要让该电路能够正向实现降压,反向实现升压就可以变成双向变换器。
比较简单一点的话就是用一个单向buck电路与boost电路进行并联,但是成本有点高。
下面我们就通过buck电路和boost电路合并成双向变换器:上图通过传统的buck电路和boost电路合成最终的双向buck电路,这个电路算是非常经典的双向DCDC电路了,并且在目前也是应用非常广泛的。
如果不进行同步整流情况下,buck模式打上管子储能,下管关闭,通过下管二极管实现续流,电流从左向右流动实现降压效果。
同样反向boost模式,下管导通使得电感储能,通过上管的反向二极管实现续流,所以两个开关管之间要留有足够的死区时间,避免短路直通,损坏器件。
然而其具体工作在buck模式还是boost模式需要根据占空比和两侧电压大小来确定,且对于双向buck电路电流没有断续模式,同样也是遵循电感的伏秒平衡和电容的安秒平衡。
其他双向电路也是由对应的单相升降压复合而成。
2、DCDC开环与闭环控制DCDC的开环控制就是通过输出固定的占空比,根据电压传输比例进行开环的电压电流输出模式。
而闭环控制是通过输出的电流电压反馈调节占空比,最终使得输出电压或者电流稳定在目标值附近。
DCDC常用的直接控制电压的单环和电压电流双闭环控制,而电压电流双闭环控制由于稳定性和抗干扰能力强被广泛使用,通常是电压作为外环,电流作为内环。
双向DCDC直流变换器,直流变换电源,直流升压降压转换器

1.3 – 4.0
< 1mS < 0.5S
5KW 6KW 0-25A(外输入电压控制) 1-10A(数码管设置) 200V–450V 可调,误差±2% 400V–800V 可调,误差±2% 2 A/V < 2% < 1V < 5%
6
济南能华机电设备有限公司
本双向 DC-DC 变换器采用模块化设计,带有均流功能,任何工作模式下都可实现多机并 联扩容。
图一.双向 DC-DC 变换器整机照片
二、特点
1. 全数字化,各种参数及信号全部数字化处理,由数字处理器智能灵活地管理。性能和可 控性均远优于普通的模拟式双向 DC-DC 变换器。
1
济南能华机电设备有限公司
PDn 为降压模式控制信号输入端,当 PDn 输入 3.3V ~5V 的高电平,并且 PUp 为低电平 时,双向逆变器为降压工作模式,电流从高压端子 IFHV 流入,经变换器变换为低压后,从 低压端子 IFLV 输出。
PUp 为升压模式控制信号输入端,当 PUp 输入 3.3V ~5V 的高电平,并且 PDn 为低电平 时,双向逆变器为升压工作模式,电流从低压端子 IFLV 流入,经变换器变换为高压后,从 高压端子 LFHV 输出。
> 95% < 12W < 20W 温控风冷 -25℃ - 60℃ 80℃
28A
15A
√ 5S
5S
315mm X140mm X 85mm 2.5Kg
八.产品图片
7
济南能华机电设备有限公司 图十.模块线路板照片(正面)
图十.模块线路板照片(反面)
图十一.模块接线图
在恒流模式时,Iout 总是正值(忽略电流源等效内阻消耗)。 图七. DC-DC 变换器恒流模式等效电路模型
双向DCDC变换器

2015年全国大学生电子设计竞赛双向DC-DC变换器(A题)学号:1440720117吕刚2015年12月30日摘要本设计主要由双向DC-DC变换电路、测控显示电路、辅助电源三部分构成,其中双向DC-DC变换电路降压部分采用XL4016开关降压型DC-DC转换芯片,最高转换效率可达93%,升压部分采用XL6019开关型升压/降压芯片,具有低纹波,输入范围广,转换效率高的特点。
恒流部分采用PWM控制原理,形成一个闭环回路,控制电流恒定,恒压部分完全由硬件控制,单片机辅助控制的方式。
以上部分确保系统满足题目要求,实现恒流充电,恒压放电,过压保护功能,并且有着较高的转换效率。
在本次设计中恒压部分完全有硬件控制,硬件自身形成一个闭环控制回路,对电压进行调节使其恒定题目要求的精度范围。
单片机通过光耦电路的工作与停止,恒流部分由PWM调节占空比,使其恒流。
关键字电池充放电升压降压 XL4016 XL6019 STM32目录一、系统方案 (1)1、双向DC-DC变换电路的论证与选择 (1)2、测量控制方案和辅助电源的论证与选择 (1)3、控制方法的论证与选择 (1)二、系统理论分析与计算 (2)三、电路与程序设计 (3)1、电路的设计 (3)(1)系统总体框图 (3)2、程序的设计 (5)(1)程序功能描述与设计思路 (5)(2)程序流程图 (6)3、程序流程图 (7)四、测试仪器与数据分析 (7)附录1:电路原理图 (9)附录2:源程序 (10)双向DC-DC变换器(A题)【本科组】一、系统方案本设计主要由双向DC-DC变换电路、测控显示电路、辅助电源三部分构成,其中双向DC-DC变换电路降压部分采用XL4016开关降压型DC-DC转换芯片,最高转换效率可达93%,升压部分采用XL6019开关型升压/降压芯片,具有低纹波,输入范围广,转换效率高的特点。
恒流部分采用PWM控制原理,形成一个闭环回路,控制电流恒定,恒压部分完全由硬件控制,单片机辅助控制的方式。
大功率双向DCDC变换器拓扑结构及其分析理论研究

大功率双向DCDC变换器拓扑结构及其分析理论研究一、本文概述随着能源危机和环境污染问题的日益严重,高效、可靠的能源转换和储存技术成为了当前研究的热点。
其中,大功率双向DC/DC变换器作为连接不同电压等级直流电源的关键设备,在电动汽车、分布式能源系统、微电网等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在对大功率双向DC/DC变换器的拓扑结构及其分析理论进行深入研究,为提升变换器性能、优化系统设计提供理论支撑。
本文首先介绍了双向DC/DC变换器的基本工作原理和应用背景,阐述了研究大功率双向DC/DC变换器的重要性和现实意义。
随后,对现有的大功率双向DC/DC变换器拓扑结构进行了梳理和分类,详细分析了各类拓扑结构的优缺点及适用场景。
在此基础上,本文提出了一种新型的大功率双向DC/DC变换器拓扑结构,并对其工作原理和性能特点进行了详细阐述。
为了验证所提拓扑结构的有效性,本文建立了相应的数学模型和仿真模型,对变换器的稳态和动态性能进行了深入分析。
通过实验验证了所提拓扑结构的可行性和优越性。
本文还对大功率双向DC/DC变换器的控制策略进行了研究,提出了一种基于模糊逻辑控制的优化方法,有效提高了变换器的响应速度和稳定性。
本文对大功率双向DC/DC变换器的研究现状和发展趋势进行了展望,提出了未来研究的方向和重点。
本文的研究成果对于推动大功率双向DC/DC变换器的技术进步和应用发展具有重要的理论价值和实际意义。
二、大功率双向DCDC变换器拓扑结构大功率双向DCDC变换器在现代电力电子系统中扮演着至关重要的角色,其拓扑结构的设计和优化对于提高能源转换效率、增强系统稳定性以及实现更广泛的能源管理策略具有决定性的影响。
本节将详细探讨几种常见的大功率双向DCDC变换器拓扑结构,并分析其工作原理和适用场景。
双向全桥拓扑结构是一种常见的大功率双向DCDC变换器拓扑,其通过四个开关管的控制实现能量的双向流动。
该拓扑结构具有高转换效率、低电压应力以及较宽的输入输出电压范围等优点,适用于宽电压范围变化的应用场景。
双向DCDC变换器设计

双向DCDC变换器设计双向直流-直流(DC-DC)变换器是一种电力电子设备,能够实现两个不同电压等效电路之间的能量转换和传输。
这种变换器常用于电池系统、节能转换系统和电网隔离系统等应用中。
本文将介绍双向DC-DC变换器的设计原理、工作原理和性能评估。
一、设计原理双向DC-DC变换器可以分为两个部分:升压变换器和降压变换器。
升压变换器将低电压输入提升为较高电压输出,而降压变换器则将高电压输入降压为较低电压输出。
这两个变换器可以通过一个可调节的开关来实现输出电压的控制。
在实际应用中,通过PWM(脉宽调制)技术来控制开关的导通时间,从而实现输出电压的调节。
二、工作原理双向DC-DC变换器的工作原理如下:1.当升压变换器开关导通时,输入电压经过电感储能,同时输出电容储能开始将能量传递到输出端。
2.当升压变换器开关断开时,储能元件的电感和电容开始释放储存的能量,使输出电压保持稳定。
3.当降压变换器开关导通时,输入电压先通过输出电容释放能量,同时电感储能元件开始储存电能。
4.当降压变换器开关断开时,储能元件释放储存的能量,实现输出电压的稳定。
三、性能评估设计双向DC-DC变换器时需要评估以下几个关键性能参数:1.效率:双向DC-DC变换器的效率主要取决于开关的损耗和传输效率。
通过合理选择开关元件和功率传输电路,可以提高变换器的效率。
2.响应时间:双向DC-DC变换器需要能够快速响应输入电压和输出负载的变化。
降低电路和控制系统的响应时间可以提高变换器的动态性能。
3.稳定性:双向DC-DC变换器需要具有良好的稳定性,以确保输出电压在不同负载条件下保持稳定。
在设计过程中应考虑噪声抑制和滤波技术。
4.安全性:在设计双向DC-DC变换器时,需要考虑过电流、过压和过温等保护功能,以防止电路损坏和事故发生。
在实际设计过程中,还需要考虑其他因素,如电路拓扑选择、元件选择、控制算法和布局布线等。
针对不同的应用需求,可能需要做出不同的设计决策。
双向DCDC变换器研究

双向DCDC变换器研究双向DC-DC变换器是一种能够将能量双向转换的电子装置。
它可以将能量从一个直流电源转换到另一个直流电源,同时还可以逆向转换能量,从另一个直流电源转换到第一个直流电源。
这种双向转换的能力使得双向DC-DC变换器在可再生能源系统、电动车辆和电力电子系统等领域中得到了广泛的应用。
双向DC-DC变换器的研究主要包括拓扑结构设计、控制策略和性能优化等方面。
拓扑结构设计是双向DC-DC变换器研究的核心内容之一、在过去的几十年里,研究人员提出了各种各样的双向DC-DC变换器拓扑结构,包括基于升压型、降压型和升降压型的拓扑结构。
这些不同的拓扑结构适用于不同的应用场景,研究人员可以根据具体的需求选择适合的拓扑结构。
控制策略是双向DC-DC变换器研究的另一个关键方面。
双向DC-DC变换器的控制策略可以分为传统控制策略和现代控制策略两大类。
传统控制策略包括PID控制、模拟控制和整定控制等方法,这些方法在控制双向DC-DC变换器时具有简单、易实现的特点。
然而,传统控制方法往往不能满足高精度、高效率的要求,因此,现代控制方法如预测控制、模糊控制和神经网络控制等被引入到双向DC-DC变换器的控制中。
这些方法可以提高系统的动态响应和稳定性。
性能优化是双向DC-DC变换器研究的最终目标。
双向DC-DC变换器的性能优化包括效率优化、功率密度优化和成本优化等方面。
效率优化是指提高双向DC-DC变换器的能量转换效率,减少能量损耗。
功率密度优化是指提高双向DC-DC变换器的功率密度,使得装置更加紧凑。
成本优化是指降低双向DC-DC变换器的制造成本,提高经济性。
近年来,随着电力电子技术的快速发展,双向DC-DC变换器的研究也取得了重要的进展。
研究人员提出了各种各样的新拓扑、新控制策略和新材料,使得双向DC-DC变换器在各个领域中得到了广泛的应用。
然而,双向DC-DC变换器仍然面临着一些挑战,如效率低、功率密度低等问题,需要进一步的研究来解决。
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双向直流-直流变换器的设计与仿真姓名:张羽学号:109081183指导教师:李磊院系:动力工程学院摘要:本文选取了一种以Buck-Boost变换器为基础的双向DC-DC变换器进行了研究,设计了一种隔离型Buck-Boost双向DC-DC变换器。
并根据设计指标,对变压器、输出滤波器、功率开关等进行参数设计,并使用saber仿真软件完成了这种带高频电气隔离的拓扑的仿真。
关键字:双向DC-DC变换器Buck-Boost变换器saber仿真软件uc38420 引言所谓双向DC-DC变换器就是实现了能量的双向传输,在功能上相当于两个单向DC-DC。
它的输入、输出电压极性不变,但输入、输出电流的方向可以改变。
是典型的“一机两用”设备。
在需要双向能量流动的应用场合可以大幅度减轻系统的体积重量及成本。
近年来,双向DC/DC变换器在电动汽车、航天电源系统、燃料电池系统以及分布式发电系统等方面得到了广泛应用。
1 基本电路的选取DC-DC功率变换器的种类很多。
按照输入/输出电路是否隔离来分,可分为非隔离型和隔离型两大类。
非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种;隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。
下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC变换器的工作原理。
本文选取Buck-Boost双向DC-DC变换器进行了仿真实验。
2 Buck-Boost双向DC-DC变换器2.1 Buck-Boost变换器将Buck变换器与Boost变换器二者的拓扑组合在一起,除去Buck中的无源开关,除去Boost中的有源开关,如图所示,称为升降压变换器。
它是由电压源、电流转换器、电压负载组成的一种拓扑,中间部分含有一级电感储能电流转换器。
它是一种输出电压既可以高于也可以低于输入电压的单管非隔离直流变换器。
Buck-Boost变换器和Buck变换器与Boost变换器最大的不同就是输出电压的极性和输入电压的极性相反,输入电流和输出电流都是脉动的,但是由于滤波电容的作用,负载电流应该是连续的。
图2.1 Buck-Boost变换器的拓扑2.2非隔离Buck-Boost双向DC-DC变换器的原理及参数计算如图2.2所示,将Buck-Boost变换器中的功率二极管与可控功率器件(如Power MOSFET、IGBT等)并联,再将可控功率器件与功率二极管并联,就构成了非隔离Buck-Boost双向DC-DC变换器。
图 2.2非隔离Buck-Boost双向DC-DC变换器的拓扑这种电路的主要优点是,电压增益随占空比的变化可以降压也可以升压,同时电路的结构比较简单。
但同时也存在一些不足之处,如不适用于大功率场合下的应用等等。
非隔离Buck-Boost BDC的工作原理与Buck-Boost电路类似,但是实现了能量的双向流动。
现以能量从左向右流动时的情况对电路原理进行简要说明。
当开关管T1导通时,二极管D2反偏截止,电感由直流电源充电,而负载电压由电容C2维持。
当T1关断时,D2正偏导通,将原先存储在电感中的能量释放出来,一方面向负载供电,另一方面向C2充电。
在这两种状态的情况下,输出电压的极性和输入电压的极性都是相反的,也就是说,电路的直流增益小于0。
对于能量从右向左流动时的情况而言,电路原理是一致的,在此就不重复说明。
在非隔离Buck-Boost BDC 的情况下,可以对电路中的功率开关、输出滤波器等器件进行参数计算。
在仿真实验中,开关管选择MOSFET ,开关频率为20kHz ,负载为0.5欧。
设计指标:输入电压Ui=24V ; 输出电压Uo=12V ; 输出电流Io=20A ; 输入、输出要有高频电气隔离; 输出电压纹波Vpp<200mV ; 输出滤波电感电流纹波Ipp<400mA; 变换效率〉80%;输入电压Ui 为24V 时的占空比为13cD =输出滤波电容为:0016.66c sV D T C mF R U ==∆由于非隔离Buck-Boost 双向DC-DC 变换器的输入电流和输出电流都是脉动的。
为满足低输出纹波的要求,需要加入滤波器进行平波。
同时,由于这种滤波器可以使用标准介质电容器,使设备成本较低。
如图2.3所示。
在原先设计的反激变换器的输出级前再增加了一级LC 输出滤波器。
这样,就构成了两级LC 输出滤波器。
第二级谐振输出滤波器中L 取值为13uH ,电容取值为470uF 。
2(1) 5.552c c s RL D T uH=-=图 2.3 有两级LC输出滤波器的非隔离Buck-Boost双向DC-DC变换器2.3隔离型Buck-Boost双向DC-DC变换器在非隔离Buck-Boost BDC中插入高频变压器,即可构成隔离型Buck-Boost BDC拓扑。
如图所示图 2.4隔离型Buck-Boost双向DC-DC变换器变换器中的电感变压器起着电感和变压器的双重作用。
当功率开关管T1导通,电源向原边耦合电感L储能,二极管D2截止,由电容C2向负载供电;p当T1截止时,二极管D2导通,变压器储能经副边耦合电感L向负载放电,同s时向电容充电。
3反激变换器高频变压器T的参数设计3.1确定磁芯材质和型号在仿真实验中选取最大占空比Dmax为0.4,工作频率是20KHz。
选用软磁铁氧体R2KBD 、罐形铁芯,Bm=5100GS 。
此时磁芯工作于第二种工作状态,取磁芯磁感应强度的变化量△B=1/3BS=1700GS ,将T ONmax =D max T S =20μS 、P Omax =240W 、η=80%、K C =1、K μ=0.3、j=500A/cm2代入得选用GU18罐形磁芯,该磁芯的截面积S 和窗口面积Q 分别为3.2 绕组计算(1) 计算变压器初级电感量DCM 模式,最大输出功率时电流临界连续,所以(2) 计算磁芯上所开气隙的长度δ根据以上两式,可得磁芯上所开气隙长度为(3) 计算原边绕组匝数84max max 210 3.765o ON C P TSQ cm B K K j μη=⨯=∆222(7.8 2.9)0.41184C S S cmπ==-=2(14.67.8) 3.60.2448Q cm =-⨯=440.41180.24480.10080.04184SQ cm cm =⨯=>222626min max 1max6max 24(2010)0.87.6810224025010i ON o S U T L H P T η---⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯⨯2228min max 011maxmax 102i ON C O S U T N S L P T μηδ-==⨯8110i ONC U T B N S -∆=⨯δ6max 028282224050100.40.0316********.41180.810o S C P T cm B S μπδη---⨯⨯⨯⨯===∆⨯⨯⨯⨯1 6.856N ===取N 1=7匝。
(4) 计算匝比,确定各副边绕组匝数U D 为输出整流二极管压降。
取副边绕组匝数为N2=N1/n12=7/1.333=5.25=5(5) 根据N1来校核原边电感,并计算各副边电感略大于计算值7.68uH(6) 计算变压器原副边绕组电流有效值 变压器原边电流峰值为各副边电流峰值为原边电流有效值为副边电流有效值为(7) 确定原副边导线线径和股数取j=500A/cm 2,根据S=I/j 可得,原副边导线截面积为S 1=0.054772cm 2,S 2=0.0014cm 2。
1max min 122max 020.424 1.333()()0.612ON i ON D N T U n N T T U U ⨯====-+⨯2'8101max10CN S Lμδ-=⨯6810H-=⨯2'86202max 10 4.0810CN S L Hμδ--=⨯=⨯1min max 2228875240.40.8o P i P I AU D η⨯===⨯⨯'2122min max 2223 1.5625240.40.8o P i P n I AU D η⨯⨯===⨯⨯127.386I A===20.7I A===选用d=0.23mm 的导线,其截面积为0.0415mm 2。
N 1并绕根数=5.4772/0.0415=131.98根,取132根;N 2并绕根数=0.14/0.0415=3.37根,取3根。
4驱动电路的设计仿真实验中用到两个开关管,也就是需要两路相位互补的PWM 波驱动实验所用到的MOSFET 管。
仿真实验所选用得uc3842芯片是一种高性能的单端输出式电流型PWM 控制器。
电流控制环由PWM 锁存器、电流检测比较器、误差放大器和锯齿波振荡电路组成。
该芯片能产生频率固定而脉冲宽度可以调节的驱动信号,用外部元件Rt 和Ct 可设定振荡频率,并精确地控制占空比。
可通过控制开关管的通断状态来调节输出电压的高低,达到稳压目的。
1.8*o T Tf R C =由于仿真实验的频率设定为20kHz ,可选取Rt 为16K Ω,Ct 为5.6nf 。
Buck-Boost 变换器传统的控制方式有几种,其中之一为电压型控制。
通过检测输出电压进行单环反馈控制,电路参数的任何变化只有在引起输出电压变化后才能引起控制环节进行控制,由于反馈电路采用积分环节,因此对输入电压和负载变化的响应速度慢。
在uc3842芯片中使用的是电流型控制。
电流型控制是根据主(功率)电感电流的变化来调节占空比。
电流型控制的管脚是CS 脚。
同时,控制环路通过vfb 脚对输出电压进行控制。
所获得的电压通过vfb 脚与uc3842芯片中的内部2.5V 电源进行比较。
图4.1 uc3842外围电路及部分仿真波形由图4.1可见,output 端输出的PWM 波频率为20 kHz ,vfb 脚上的电压稳定在2.5v ,CS 脚上的电压在0-1V 间脉动。
也就是说,电流型控制起到了作用,保证了电路输出达到所需要的幅值。
由于要同时驱动两个开关管,同时这两个开关管的所需的驱动波形应该是相位互补的PWM 波,那么就可以在output 的输出上外接一个反相器,输出另一路PWM 波。
5 隔离型Buck-Boost 双向DC-DC 变换器的仿真在saber 仿真中所使用的开关管型号是apt50m60jn 。
这是一种使用较为广泛的MOSFET 管,在仿真中所选取的20kHz 的频率下工作性能较为良好。
功率开关管上承受的电压应力和电流应力分别为1max max 2224 3.5*1266DS i o N U U U V N =+=+=开关管apt50m60jn 能够满足承受如上的电压应力和电流应力的要求。