Vout Dy Vin Dy D
(1.12)
Io
1 Ts
I Lf max 2
(Ton
T' off
)
1 2 I Lf max(Dy D)
(1.13)
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
9
电感电流临界连续
2 I o Lf max i
1
(1.14)
iLf
max
Vin Vo Lf
DyTs
(1.15)
IoG
(1 Dy )Dy 2Lf fs
Vin
Fig 1.4 Vin=const
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
11
Vout = constant (输出电压恒定) For Vo=Vin Dy, so eq.(1.16) can be reformed as:
I oG
(1 2L
Dy f fs
)
Fig 3.1 Configuration of Buck/Boost converter main circuit
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
15
电感电流连续时的工作模式 (CCD)
Mode 1
Fig 3.2
Mode 2
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
16
电流连续时(CCM)的工作原理(operating principle)
Vout
Fig 1.5 Vout=const
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
12
开关电源基本拓扑结构
二、并联型——boost converter
升压式(Boost)变换器是一种输出电压等于或高于输入电压的单管非隔离直流变换 器。下图给出了它的电路拓扑图。Boost变换器的主电路由开关管Q，二极管 D，输出滤波电感Lf和输出滤波电容Cf构成。
开关电源基本拓扑结构
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
1
开关电源基本拓扑结构
一、串联型——buck converter
降压式(Buck)变换器是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离直流变换 器。下图给出了它的电路拓扑图。Buck变换器的主电路由开关管Q，二极管 D，输出滤波电感Lf和输出滤波电容Cf构成。
Mode 1 [0, Ton]
Lf
diLf dt
Vin
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
2
电流连续时的工作模式 (CCD)
Mode 1
Fig 1.2
Mode 2
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
3
电流连续时(CCM)的工作原理(operating principle)
Assumptions：
1. 所用电力电子器件理想，即Q和D的导通和关断时间为0，通态电压为0， 断态漏电流为0；
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
4
Mode 1 [0, Ton]
Lf
diLf dt
Vin Vout
(1.1)
iLf
()
Vin
Vout Lf
Ton
Vin
Vout Lf
Ts Dy
(1.2)
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
5
Mode 2 [Ton, Ts]
Lf
diLf dt
Vout
I Lf
m in
I Lf 2
max
(1.7)
Q 1 iLf Ts 22 2
Vo
Q Cf
(1 Dy )Vo
8Lf C f
f
2 s
(1.8)
Vo ESR iLf
(1.9)开关电ຫໍສະໝຸດ 基本拓扑开关电源技术——郑琼林
7
电流断续时的工作模式 (DCD)
Mode 1 Mode 2
Fig 1.3
开关电源基本拓扑
2. 在一个开关周期中，输入电压Vin保持不变；输出滤波电容电压，即输出 电压认有 很小的纹波，但可认为基本保持不变，其值为Vo；
3. 电感和电容均为无损耗的理想储能元件； 4. 不计线路阻抗。 5. 在[0，Ton]期间，Q导通； 6. 在[Ton，Ts]期间，Q截止。 7. 设开关管开关周期为Ts，则Ts=Ton+Toff, 开关频率fs＝1／Ts。 8. 若设占空比为Dy，则Dy=Ton／Toff。 9. 改变占空比Dy，即改变了导通时间Ton的长短，这种控制方式称为脉冲宽 度调制控制方式(Pulse width modulation，PWM）
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
13
开关电源基本拓扑结构
三、倒极性——buck-boost converter
主电路拓扑和控制方式(Circuit topology and control mode)
升降压式(Buck/Boost)变换器是由Buck变换器和Boost变换器串联而成. 他将两只开 关管合并为一只开关管。图3.1给出了它的电路拓扑图。Buck/Boost变换器的主电路由 开关管Q，二极管D，输出滤波电感Lf和输出滤波电容Cf构成。
开关电源技术——郑琼林
Mode 3
8
电流断续时(DCM)的工作原理(operating principle) 及基本关系
iLf
Vin
Vout Lf
Ton
Vin
Vout Lf
Ts Dy
(1.10)
iLf
Vout Lf
Toff
Vout Lf
Ts D
where
D
T' off
Ts
(1 Dy )
(1.11)
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
14
Buck/Boost converter(升降压变换器)
主电路拓扑和控制方式(Circuit topology and control mode)
升降压式(Buck/Boost)变换器是由Buck变换器和Boost变换器串联而成. 他将两只开 关管合并为一只开关管。图3.1给出了它的电路拓扑图。Buck/Boost变换器的主电路由 开关管Q，二极管D，输出滤波电感Lf和输出滤波电容Cf构成。
(1.3)
iLf ()
Vout Lf
Toff
Vout Lf
Ts (1
Dy )
(1.4)
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
6
Fundamental relationship
iLf () iLf () iLf (1.5)
From (1.2 ) & (1.4)
Vout Vin
Dy
(1.6)
I0
若用IoG表示临界电流连续的负载电流, then
I oG
Io
1 2
I Lf
max
I oG
Vin Vout 2Lf fs
Dy
开关电源基本拓扑
开关电源技术——郑琼林
(1.16)
10
Vin = constant (输入电压恒定)
For Vo=Vin Dy, so eq.(1.16) can be reformed as: