Lecture 13 - DC-DC Boost Converter
DC-DC升压BOOST 带PWM调光控制IC
Fig. 1 VIN=24V, “DIM Turn On, Duty=100%”
Fig. 2 VCC=24V, “Steady State, Duty=100%”
Fig. 3 VIN=24V, “fDIM=20kHz ,Dim Duty=90%”
Fig. 4 VIN=24V, “ fDIM=20kHz, Duty=50%
SCP 0.2V
2.0V
Slope Compensation
CS
LEB
GND
Vref OK
2.5V FB
OVP SCP
LED SHORT
Osillator
PWM Comparator
SQ R
0.45
OCP Comparator
Voltage Divider
&
GM
Buffer
Driver Stage
12V
VOVP
1.86
2
2.14
V
VOSP
0.17
V
150
°C
30
°C
Leadtrend Technology Corporation LD5857-DS-00 April 2014
6
Typical Performance Characteristics
LD5857
Features
Wide Input Range: 9V to 28V Current Mode Control 0.3V LED Feedback Current Sensing Reference Fixed Switching Frequency Cycle-by-Cycle Current Limit Over Temperature Protection High performance of Dimming Linearity. Programmable PWM Dimming Input and Analog
电力电子建模课件 DC-DC变换器DCM的动态建模
End of Review
Averaged switch model: DCM buck-boost example
Original circuit
Averaged model
vg(t)Ts
i1(t) Ts fi ( v1 Ts , v2 Ts ) i2(t) Ts
v1(t) Ts -
Re (d1) + vL L
We need equivalent circuits that model both the steady-state and small signal ac models of converters operating in DCM.
Buck converter
CCM
Then DCM mode DCM
1
vL (t) Ts Ts
t Ts t
vLdt
1 Ts
tTs L di dt L [i
tdtTst Nhomakorabea Tsi(t)]
Solve for d2:
Average switch network port voltages
Average v1(t) waveform:
d1 d2 d3 1
where
Output port: Averaged equivalent circuit
Power balance in lossless two-port networks
In a lossless two-port network without internal energy storage: instantaneous input power is equal to instantaneous output power.
开关电源DC-DC buck和boost介绍
输出电流
Iout(retad)：额定输出电流。 Iout(min)：在正常运行情况下，最小的输出电流。 Iout(max)：负载的瞬态承受的输出电流。 Isc：负载短路时的最大极限电流。
电源系统设计指标
动态负载响应时间
当加上阶跃负载时，电源系统响应需要的时间
电压调整率
输入电压变化时，输出电压的变化率，即： 电压调整率=（最高输出电压-最低输出电压）/额定输出电压 X100%
A
V+
B
V-
面积A=面积B
A
V+
B
V-
开关电源的基本分析
分析开关电源中电容和电感的几条原则：
1. 2. 3. 4. 电容两端的电压不能突变 (当电容足够大时,可认为其电压不 变)。 电感中的电流不能突变 (当电感足够大时,可认为其电流恒定 不变)。 流经电容的电流平均值在一个开关周期内为零。 电感两端的伏秒积在一个开关周期内必须平衡。
I C
+ U -
U
It C
2. 在稳态工作的开关电源中流经电容的电流对时间的积分为零。
A
I+
B
I-
面积A=面积B
开关电源的基本分析
电感的基本方程
i(t)
+ u(t) -
di(t ) u(t ) L dt
1. 当一电感突然加上一个电压时, 其中的电流逐渐增加, 并且电感量越大电流增加 越慢.
有源开关(Switch)
二极管(Diode)
电感(Inductor)
电容器(Capacitor)
变压器(Transformer)
开关电源的基本分析
电容的基本方程
i(t) + u(t) -
电力电子变换器_DC2DC直流变换器
E
t on i 1 E t1
b)电流连续时的波形
t off
Tt x
i 2
I 20
t 2
E
E c) 电流断续时的波形M
+ ME
M -
t
t t t t t
开关周期与开关频率
固定调制：开关频率不调制、开关角固定、脉冲宽度可调
随机调制：开关频率调制、开关角调制、脉冲宽度调制
C
D
D
N MOSFET
解释：t=t1时，控制VT
i o
关断，二极管VD续流，
负载电压uo近似为负零，
O u
o
负载电流呈一种指数曲
线下降。
O
忽略负载电阻时，电感 iG
电流的斜率为： EM
i
G
O i
o
L
O u
o
通常串接较大电感L使 O
负载电流连续且脉动小。
a) 电路图
t on
T i 1
I 10
t off
i 2 I 20 t 1
直流调压电路
高压输出与低压输出； 升压型与降压型； 隔离型与非隔离型；
正激Forward、反激Flyback
单向传输与可逆传输 CCM/DCM/CRM（BCM） 软开关与硬开关
变压器升压、电感升压与 LC滤波降压型；
各种磁芯材料：软磁、硬磁、 饱和软磁与不饱和软磁
无源器件的使用；
直流降压电路／BUCKVT电路 io L R
VT1
+
Ui
u VD1 L1 VD o
M EM
io
半控开关：单只晶闸管，单相输电；其它同前。
需要附加强迫关断电路
关断电路：由关断电容和辅助晶闸管组成电感和辅助二 极管构成回振电路，在主晶闸管导通期间关断电容获得 充电极性，有利于主晶闸管的关断。
boost电路开关管的占空比和输出电压的关系
boost电路开关管的占空比和输出电压的关系标题：深入探讨boost电路开关管占空比与输出电压的关系导语：在电力控制和电子设备中，boost电路作为一种常见的DC-DC升压电路，被广泛应用。
boost电路的关键组件之一是开关管，其占空比与输出电压之间存在着紧密的联系。
本文将深入探讨boost电路开关管占空比与输出电压的关系，并为读者提供关于该主题的详尽介绍和理解。
1. 什么是boost电路boost电路是一种能够将直流电压升高的DC-DC升压电路。
它由输入电源、开关管、电感和负载组成。
其中，开关管起到控制电路中通断状态的作用。
2. 开关管的占空比开关管的占空比是指开关管开启时间与周期时间之比。
以T表示周期时间，开启时间为Ton，关断时间为Toff，则占空比D=Ton/T。
占空比的大小决定了开关管工作的时间比例，从而影响到电路的输出电压。
3. 开关管占空比与输出电压的关系在boost电路中，开关管的占空比与输出电压之间存在着直接的关系。
具体而言，占空比越大，输出电压也越大；占空比越小，输出电压也越小。
这是因为在升压过程中，开关管的导通时间越长，会有更多的能量转移到输出电容上，从而使输出电压增加。
而反之，减小占空比则会导致能量转移减少，输出电压降低。
4. 占空比调节对输出电压的影响调节开关管占空比可以对boost电路的输出电压进行控制。
以下是对不同占空比的调节方式和输出电压变化的分析：- 低占空比：当占空比较低时，开关管会更多地处于关断状态，电感储存的能量有限。
此时，输出电压较低，适用于降低输出电压的需求。
- 高占空比：当占空比较高时，开关管会更多地处于导通状态，电感储存的能量增加。
此时，输出电压较高，适用于提高输出电压的需求。
- 正常占空比：当占空比在适当的范围内调节时，可以获得稳定的输出电压，满足应用需求。
5. 对boost电路输出电压的优化除了通过调节占空比来控制输出电压外，还可以采取其他优化方法，如：- 选择合适的电感：电感是储存能量的关键元件，合适的电感数值可以使输出电压更加稳定。
移相+PWM控制双Boost半桥双向DC-DC变换器软开关过程的分析
移相+PWM控制双Boost半桥双向DC-DC变换器软开关过程的分析肖旭;张方华;郑愫【摘要】移相+PWM控制结合了移相控制和PWM控制的优点,可以减小变换器的电流应力和通态损耗,减小环流能量,提高变换器传输功率的能力,扩宽开关管零电压关断(ZVS)的范围.本文以移相+PWM控制双Boost半桥双向DC-DC变换器为研究对象,给出了变换器在各种工作模式下开关过程的等效电路模型,以及漏电感电流和结电容电压的表达式.分析了各开关管ZVS开通的条件,以及影响各开关管实现ZVS的非理想因素.最后给出了在特定功率软开关条件下的参数设计方法,通过仿真和实验证明了理论分析与参数设计方法的正确性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)016【总页数】10页(P17-25,55)【关键词】相移+PWM;双向DC-DC;双Boost半桥;ZVS【作者】肖旭;张方华;郑愫【作者单位】南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TM4610 引言双向DC-DC变换器具有可以实现能量的双向传输、功率密度高等优点，在UPS、航空航天电源系统和电动汽车等场合具有很大的应用潜力[1-11]。
移相控制双向 DC-DC变换器具有易于实现软开关、变换效率高、功率密度高和动态响应快等优点，得到了广泛关注[1,6]。
由于移相控制主要是利用变压器的漏感传递能量，当输入、输出电压不匹配时变换器的电流应力和通态损耗会大大增加，同时增大了环流能量，还会影响软开关的实现，不利于变换器效率的提升[1,6-11]。
因此文献[7]提出一种移相+PWM控制方式的双向DC-DC变换器，引入PWM控制，相当于在电路中加入一个电子变压器，使得变压器一次、二次电压匹配，从而减小了变换器的电流应力，减小了通态损耗和环流能量，提高了变换器传输能量的能力，拓宽了零电压开关的范围。
一种高性能BOOST型DC-DC转换器设计的开题报告
一种高性能BOOST型DC-DC转换器设计的开题报告1. 研究背景在现代电子设备中，DC-DC转换器是一种经常使用的电子电路，其作用是将直流电压进行转换。
BOOST型DC-DC转换器是一种升压型转换器，能够将低电压转换为高电压，因此在电子设备中应用广泛。
传统的BOOST型DC-DC转换器通常使用PWM调制方式进行控制，但是由于其开关频率较低，其转换效率不高，而且由于器件的损耗，还导致了温度升高和噪音增加等不良影响。
因此，如何提高BOOST型DC-DC转换器的转换效率和性能，一直是电路设计研究的重点。
2. 研究目的本文旨在研究一种高性能BOOST型DC-DC转换器的设计，通过提高开关频率、优化器件结构等方式，提高其转换效率和性能，同时探究如何降低温度和噪音等不良影响。
3. 研究方法本研究将采取以下方法：（1）建立BOOST型DC-DC转换器系统模型，并进行性能仿真分析，探究影响转换效率和性能的关键因素；（2）探究一些常用的DC-DC转换器拓扑结构，比较其优劣，并选择一种适合的结构；（3）设计一种新的控制策略，提高BOOST型DC-DC转换器的转换效率和性能；（4）优化器件的结构，降低温度和噪音等不良影响。
4. 研究意义本研究的意义在于：（1）提高BOOST型DC-DC转换器的转换效率和性能，减少功耗；（2）降低温度和噪音等不良影响，提高工作稳定性；（3）推广新的控制策略和优化器件结构设计方法，为BOOST型DC-DC转换器的应用和发展提供技术支持。
5. 研究计划本研究将分为以下几个阶段：（1）文献综述阶段：对BOOST型DC-DC转换器的发展历程、现状和存在的问题进行梳理和分析，并对DC-DC转换器拓扑结构、控制策略和器件结构的优缺点进行比较。
（2）建模与仿真阶段：建立BOOST型DC-DC转换器的系统模型，并通过仿真软件进行性能分析，找出影响其效率和性能的关键因素。
（3）拓扑结构选择阶段：选择一种适合的DC-DC转换器拓扑结构，并进行仿真分析，确定其优化方法。
电气工程及其自动化专业英语第三章section_3-2
Section 2 The DC-DC Converters
Text New Words and Expressions Transition of part of speech Exercises End
Section 2 The DC-DC Converters
Section 2 The DC-DC Converters
If the duty ratio D is made a linear function of uC, a control voltage
D = ku C
U o = (kU S )u C
(3-6)
The output voltage is then a linear function of the control voltage. This is also the principle of switchmode linear amplifier. The gain of this amplifier is determined by the input dc source voltage. Neglecting the power losses in the circuit elements, we could use the equation of the balance of power
Section 2 The DC-DC Converters
US I S = Uo Io
− −
(3-7)
where IS is the average current from the DC source. Hence,
Io
−
=
DC-DC变换电路的分析以及分类
t’off t
vO VO ton T b 电感电流断续 t
a 电感电流连续
图5-6 Buck电路图各点波形
开关状态1：Q导通 t=0时刻，Q管被激励导通，二极管D中的电流迅速 转换到Q管。二极管D被截止，等效电路如图5-5b 所示，这时电感上的电压为：
若VO在这期间保持不变，则有：
显然
vCE
vCE
IL Vs
a
IL Vs
b
b 等效电路
Vo
RL
Vo
RL
Vo
图5-1 a 线性调节器模式
vCE
IL Vs
a
IL Vs
b
Vs
on
RL
Vo
RL
Vo
dcdc 静态电流 -回复
dcdc 静态电流-回复【dcdc 静态电流】静态电流，即直流电流（Direct Current，简称DC），是指电流方向恒定且电荷运动速度较小的电流。
而DC-DC转换器（DCDC Converter）是一种能将直流电压转换为不同电压、电流或功率输出的设备。
本文将从静态电流的原理、应用领域、DC-DC转换器的工作原理以及不同种类的DC-DC转换器等方面，一步一步回答有关"dcdc 静态电流"的问题。
一、静态电流的原理静态电流是由电子的单向流动而形成的，在一个导体中，当电压差被施加在两个电极之间时，自由电子就会沿着导体内的电流通道流动。
导体内的电子会受到电场力的作用，从而形成电流。
而静态电流与动态电流（交流电流）不同，是指电流方向恒定并且电荷运动速度较慢的电流。
静态电流在各个领域都有广泛的应用，尤其在电子设备中起到了至关重要的作用。
二、静态电流的应用领域静态电流的应用领域非常广泛。
在电力系统中，静态电流用于驱动直流电机、充电和供电设备等。
在通信系统中，静态电流用于提供稳定的电源给移动设备、无线通信设备等。
在电子设备中，静态电流用于提供电量给各种数字设备、电子制冷系统等。
此外，静态电流也广泛应用于光伏发电系统、太阳能产品、电动汽车充电系统等领域。
三、DC-DC转换器的工作原理DC-DC转换器是一种能将直流电压转换为不同电压、电流或功率输出的设备。
它可以将电源的输入电压通过电子元器件的控制和开关动作，输出为需要的电压、电流或功率。
DC-DC转换器的工作原理主要包括两个核心部分：输入端和输出端。
输入端：通过电源提供输入电压，经过滤波、降压、稳压等处理后进入DC-DC转换器。
输出端：通过DC-DC转换器内的电子元件和控制器，将输入电压转换为所需的输出电压、电流或功率。
四、不同种类的DC-DC转换器4.1 降压转换器（Buck Converter）降压转换器是最为常见的一种DC-DC转换器，其工作原理是通过使输入电源电压降低，提供所需的输出电压。