电感升压式变换器的优缺点

电感升压式变换器的优缺点

电感升压式变换器的优点如下所述。

①效率高，可达到80％一85％，比开关电容升压式高15％左右。

②由于输出电压高，一般可以恒流驱动串联的帅，并保证其亮度一致。L印可以是一串，也可以是先串后并的几串，根据其输出功率的大小和舰D的电流，确定所能驱动的

LED总数，例如美信公司的kbLxl848最多可以驱动39只LED。

③能在较宽的输入电压范围内，保证输出电流稳定，并做到与LED要求的电流相匹配。

④一般电路还具有调光功能(调节删电流)以及一些保护功能短路保护、输出过压保护等，视具体芯片型号而定。

电感升压式变换器的缺点如下所述。

①在电感升压变换器中需要采用电感升压，一般电感的体积较大，在整个PcB面积中占较大的比例，价格也比阻容元件贵得多。为了降低电感的尺寸，一般都选用较高的开关频率，约在1顺2附近，这对电感所用的铁氧体磁芯的要求较高，要能工作于1MHz的高频上，并根据流过电感酌电流选择合适的磁芯尺寸，以尽量减少它的涡流损耗和磁滞损耗，降低电感的发热量。目前已有专门的供应商生产电感量一定、允许通过一定电流的电感。我们在介绍具体Ic芯片时会给出一些供应商提供的电感参数及尺寸实例，以增加读者对这种电感的感

②所能驱动的二极管串中LED的个数受最高输出电压的限制，如输出电压为40v，串接的白光LED个数不超过13个。输出电流则受输出功率的限制，在大电流下要考虑PcB铜皮走线的宽度，以免因电流密度过大而烧毁走线铜皮。

③流过电感的输入电流是一些重复频率很高的三角波，原有源功率因数校正电路一样会产生比较高的电磁干扰(EMI)。在连续导通模式下，输入电流起伏较小，干扰较轻；在断续导退模式下，输入电流起伏较大；干扰铰重。为满足对驱动电路的电磁兼容要求，在电路的输入端需要加抗电磁干扰的滤波电路。为了防止电磁辐射，电感还要加磁屏蔽。不过由于电流三角波的频率基本k是固定酌，尤其在连续导通模式下，电流是连续的，起伏较小，且电路的功率较低，所以它所造成的电磁辐射干扰及传导干扰，要比在有源功率因数校正电路中轻得多。

DCDC电容电感计算

BOOST电路的电感、电容计算 升压电路的电感、电容计算 已知参数: 输入电压:12V --- Vi 输出电压:18V ---Vo 输出电流:1A --- Io 输出纹波:36mV --- Vpp 工作频率:100KHz --- f 其他参数: 电感:L 占空比:D 初始电流:I1 峰值电流:I2 线圈电流:Irms 输出电容:C 电流的变化:deltaI 整流管压降:Vd ***************************************************** 1:占空比 稳定工作时,每个开关周期导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少,即Vi*D/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-D)/(f*L),整理后有 D=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入,D=0.572 2:电感量 先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量,其值为Vi*(1-D)/(f*2*Io),参数带入,Lx=38.5uH, deltaI=Vi*D/(L*f),参数带入,deltaI=1.1A 当电感的电感量小于此值Lx时,输出纹波随电感量的增加变化较明显,

当电感的电感量大于此值Lx时,输出纹波随电感量的增加几乎不再变小,由于增加电感量可以减小磁滞损耗,另外考虑输入波动等其他方面 影响取L=60uH, deltaI=Vi*D/(L*f),参数带入,deltaI=0.72A, I1=Io/(1-D)-(1/2)*deltaI, I2= Io/(1-D)+(1/2)*deltaI, 参数带入,I1=1.2A,I2=1.92A 3:输出电容: 此例中输出电容选择位陶瓷电容,故ESR可以忽略 C=Io*D/(f*Vpp),参数带入, C=99.5uF,3个33uF/25V陶瓷电容并联 4:磁环及线径: 查找磁环手册选择对应峰值电流I2=1.92A时磁环不饱和的适合磁环Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2),参数带入,irms=1.6A 按此电流有效值及工作频率选择线径

第三章01-降压型直流变换器.

第二节降压型开关电源 第三章直流变换器 * VT "Ln lk? 第二节降压型开关电源 (&5祥Sfi开关电8电》图 4 0 t ----- t onr- J ???0 ;aa) VT—高频晶体开关管， 工作在：导通饱和状态 ?止状态 起开关作用，可用M OS管和IGBT管代 替; 开关管与负载RL侧电路相率联，VT的反复 周期性导通和《止，控制了U1是否加到负 ?R L的时间比例，起到斩波作用? VD—续流二极管?当开关管VT截止时? VD 提 供一个称为“续流辭电流的通路?使电感电流 不致迅变中断，避免电感感应出高压而将晶体 管击穿损坏-此续流通路也是电感能 量放出到负载的通路? L—储能电感.有两个作用，能a转换和滤波 C—滤波电容，減小负《电压的脉动成分和?小 输出阻抗? R L—等效负我电阻，用电设备.

lk? + vr __________ 95 ttS生开关电源电路图 + Eo U—输入直流电压?该电压大小不穂定或者有纹波卩0?输出直流电压，纹波小，稳定? 将?个直流电压Ui转换成另 4 0 t ■----- t onr- I ?13 Q * hl U L * 、丫〔二二+ 图S MSfi开*??鼻匕1?创6图?个宜流电压Uo, KUo

Boost变换器原理

由IGBT 组成的升压变换器的建模及应用仿真 摘要：根据电力电子技术的原理，升压式变换器的输出电压0U 高于输入电源电压i U ，控制开关与负载并联连接，与负载并联的滤波电容必须足够大，以保证输出电压恒定，储能电感也要很大，以保证向负载提供足够的能量。在设计中，采用绝缘栅双极型晶体管IGBT 作为开关管，它既具有输入阻抗高，速度快，热稳定性好，驱动电路简单，又具有通态电压低，耐压高，流通大电流等优点。 关键词：升压变换器 IGBT Matlab 建模 一、设计内容 1. 设计原理 图1 升压变换器电路图 图1是升压变换器的电路图，其中i U 为输入直流电源，S 为开关管（在本设计中使用IGBT 作为开关管），在外部脉冲信号的激励下工作于开关状态。 当开关管S 导通，输入电流流经电感L 和开关管S ，开关管两端的电压降为零，电感两端产生电压降，电感电流开始线性增长，电感开始储存能量，此时二级管VD 处于关断状态。 当开关管S 截止，由于电感电流的连续性，电感L 的线圈产生的磁场将改变线圈两端的极性，以保持电感电流不变，因此电感电压在这一时段出现负电压，此电压是由线圈的磁能转化而成的，它与电源i U 串联，以高于i U 的电压向电路的后级供电，使电路产生了升压作用。此时，电感向后级释放能量，电感电流不断减小，电感电流通过二极管VD 到达输出端后，一部分为输出提供能量，一部分为电容充电。

这是升压变换器的一个工作周期，此后变换器重复上述过程工作至稳态过程。 2. 输出电压与输入电压的关系 若开关管导通时间on t ，关断时间off t ,开关工作周期off on t t +=T 。定义占空比 为： ,升压比为： 。理论上电感储能与释放能量相等，所以当电感电流连续时，输出电压： 3. 参数设置 （1）电源电压设置为直流24V ； （2）储能电感设置为3.6E-4 H ； （3）RC 负载设置：R 为24Ω；C 为5.4E-5 F ； （4）脉冲信号发生器设置：Pulse type 、Time(t)、Amplitude 、Phase delay(secs)均采用默认设置，Period(secs)设置为25e-6，Pulse Width(﹪ of Period)设置为20。 （5）二极管，IGBT ，电压、电流测量量均采用默认值。 4. 仿真目的 （1）观察占空比变化对输出电压的影响。 更改脉冲发生器中的周期参数，在占空比为20％，40％，60％，80％时，观察波形，估计输出电压的值。 （2）观察开关频率变化对输出电压纹波的影响。 占空比恢复为40％，将脉冲发生器输出驱动信号的频率改为原来的一半（20KHz ）和二倍（80KHz ），观测并估计两种条件下电压纹波的大小。 （3）观察滤波参数变化对输出电压纹波的影响。 将脉冲发生器输出驱动信号的频率恢复为40KHz ，将滤波电容值改为原来的一半和二倍，观测并估计两种条件下电压纹波的大小。 （4）观察负载阻值变化对输出电压纹波的影响。 将滤波电容值恢复为5.4E-5 F ，将负载阻值改为原来的一半和二倍，观测两种条件下电压纹波的变化并估计其大小。 结合仿真结果说明开关频率、滤波参数以及负载大小的变化对输出电压纹波的影响，并用输出电压纹波的公式验证仿真结果。 T t D on =D M -=11i off U t T U =-=i U D 110

PFC电感及匝数计算

(1) 升压电感的设计 升压电感的值决定转换器开关频率的大小，它主要由最小开关频率和输出功率决定。设开关管在一个周期里的导通时间为on t ，关断时间为off t ，则： VAC I L V I L t Lpk inpk Lpk on ??=???=2)sin()sin(θθ (2.32) ) sin(2)sin(θθ??-??=VAC V I L t out Lpk off (2.33) 式中，θ为交流输入电压的瞬时相位。 由式（2.33）可知，在交流输入电压的一个周期内，开关管的导通时间与电压的瞬时相位无关。由on t 和off t ，可得开关周期： [] )sin(22) sin(22)sin(2)sin(2122θθθθ??-????=??-????=?? ??????-+???=+=VAC V VAC P V L VAC V VAC V I L VAC V VAC I L t t T out in out out out Lpk out Lpk off on s (2.34) 故变换器的开关频率为： [] in out out sw sw P V L VAC V VAC T f ?????-?==2)sin(212θ (2.35) 所以，当1)sin(=θ时，开关频率最小；当0)sin(=θ时，开关频率最大。 故升压电感大小为： [] in out sw out P V f VAC V VAC L ????-?=min 222 (2.36) 由式（2.35）可知，最小开关频率出现在交流输入电压最大或最小时，分别计算它们对应的电感值： uH H VAC L 35.336400 220300002)2652400(265)(2max =????-?= (2.37) uH H VAC L 89.382400 220300002)852400(85)(2min =????-?= (2.38) 比较两个值，取uH L 310=。当V a c V in 85=时，由式（2.36）可得 k H z k H z f sw 207.33min >=，从而可以避免音频噪声。 根据近似的面积乘积（AP ）法来估算升压电感磁芯尺寸的大小，其中面积

直流变换器的设计(降压)

直流变换器的设计（降压） 一、设计要求： (1) 二、题目分析： (1) 三、总体方案： (2) 四、原理图设计： (2) 五、各部分定性说明以及定量计算： (5) 六、在设计过程中遇到的问题及排除措施： (6) 七、设计心得体会： (6)

直流变换器的设计（降压） BUCK降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用BUCK作为全控型器件的降压斩波电路，用于直流到直流的降压变换。IGBT是MOSFET与双极晶体管的复合器件。它既有MOSFET易驱动的特点，又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。所以用BUCK作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动，电压、电流容量大的优点。 BUCK降压斩波电路由于易驱动，电压、电流容量大在电力电子技术应用领域中有广阔的发展前景，也由于开关电源向低电压，大电流和高效率发展的趋势，促进了IGBT 降压斩波电路的发展。 一、设计要求： 技术参数：输入直流电压Vin=36V 输出电压Vo=12V 输出电流Io=3A 最大输出纹波电压50mV 工作频率f=100kHz 二、题目分析： 电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路，驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断来完成整个系统的功能，当控制电路所产生的控制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。 课程设计步骤分析（顺序）： 1.设计主电路，主电路为：采用BUCK变换器，主功率管用MOSFET； 2.选择主电路所有图列元件，并给出清单； 3.设计MOSFET驱动电路及控制电路； 4.绘制装置总体电路原理图，绘制： MOSFET驱动电压、BUCK电路中各元件的电压、电流以及输出电压波形； 5.编制设计说明书、设计小结。

升压-降压式变换器的仿真

.. 目录 摘要............................................................................................ - 1 -设计目的..................................................................................... - 1 -设计原理.................................................................................... - 2 - 一、降压斩波电路 .............................................................. - 2 - 二、升压斩波电路 .............................................................. - 3 - 三、升降压斩波电路........................................................... - 4 -设计过程.................................................................................... - 5 - 一、仿真原理图 .................................................................. - 5 - 二、仿真设计的详细过程.................................................... - 6 -结果........................................................................................... - 6 -总结........................................................................................... - 9 -心得体会................................................................................... - 10 -参考文献................................................................................... - 11 -

电力电子课程设计Boost变换器

电力电子技术课程设计 班级 学号 姓名

目录 一．课程设计题目 (2) 二．课程设计内容 (2) 三．所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形) .. 2四．电路的设计过程 (3) 五．各参数的计算 (3) 六．仿真模型的建立，仿真参数的设置 (3) 七．进行仿真实验，列举仿真结果 (4) 八．对仿真结果的分析 (6) 九．结论 (7) 十．课程设计参考书 (7)

一．课程设计题目 Boost 变换器研究 二．课程设计内容 1． 主电路方案确定 2． 绘制电路原理图、分析理论波形 3． 器件额定参数的计算 4． 建立仿真模型并进行仿真实验 6． 电路性能分析 输出波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等 三．所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形) 分析升压斩波电路的工作原理时，首先假设电路中电感L 值很大，电容C 值也很大。当可控开关V 处于通态时，电源E 向电感L 充电，充电电流基本恒定为I1,同时电容C 上的电压向负载R 供电。因C 值很大，基本保持输出电压u ?为恒值，记为U O 。设V 处于通态的时间为on t ,此阶段电感L 上积累的能量为on t EI 1。当V 处于断态时E 和L 共同向电容C 充电并向负载R 提供能量。设V 处于断态的时间为off t ,则在此期间电感L 释放的能量为()off t I E U 10-。当电路工作于稳态时，一个周期T 中电感L 积蓄的能量与释放的能量相等，即 ()off on t I E U t EI 101-= 化简得 E t T t t t U off off off on =+=0

降压式变换电路(Buck电路)详解

降压式变换电路（Buck电路）详解 一、BUCK 电路基本结构 开关导通时等效电路开关关断时等效电路 二、等效的电路模型及基本规律 （1）从电路可以看出，电感L 和电容C 组成低通滤波器，此滤波器设计的原则是使us(t)的直流分量可以通过，而抑制us(t) 的谐波分量通过；电容上输出电压uo(t)就是us(t) 的直流分量再附加微小纹波uripple(t) 。 （2）电路工作频率很高，一个开关周期内电容充放电引起的纹波uripple(t) 很小，相对于电容上输出的直流电压Uo 有：电容上电压宏观上可以看作恒定。电路稳态工作时，输出电容上电压由微小的纹波和较大的直流分量组成，宏观上可以看作是恒定直流，这就是开关电路稳态分析中的小纹波近似原理。（3）一个周期内电容充电电荷高于放电电荷时，电容电压升高，导致后面 周期内充电电荷减小、放电电荷增加，使电容电压上升速度减慢，这种过程的延续直至达到充放电平衡，此时电压维持不变；反之，如果一个周期内放电电荷高于充电电荷，将导致后面周期内充电电荷增加、放电电荷减小，使电容电压下降速度减慢，这种过程的延续直至达到充放电平衡，最终维持电压不变。这种过程是电容上电压调整的过渡过程，在电路稳态工作时，电路达到稳定平衡，电容上充放电也达到平衡，这是电路稳态工作时的一个普遍规律。（4）开关S 置于1 位时，电感电流增加，电感储能；而当开关S 置于2 位时，电感电流减小，电感释能。假定电流增加量大于电流减小量，则一个开关周期内电感上磁链增量为：此增量将产生一个平均感应电势：此电势将减小电感电流的上升速度并同时降低电感电流的下降速度，最终将导致一个周期内电感电流平均增量为零；一个开关周期内电感上磁链增量小于零的状况也一样。这种

升压-降压式变换器的仿真(DOC)

目录 摘要........................................................................................................ - 1 -设计目的................................................................................................ - 1 -设计原理................................................................................................ - 2 - 一、降压斩波电路 ....................................................................... - 2 - 二、升压斩波电路 ....................................................................... - 3 - 三、升降压斩波电路 ................................................................... - 4 -设计过程................................................................................................ - 5 - 一、仿真原理图 ........................................................................... - 5 - 二、仿真设计的详细过程 ........................................................... - 6 -结果........................................................................................................ - 6 -总结........................................................................................................ - 9 -心得体会.............................................................................................. - 10 -参考文献.............................................................................................. - 11 -

电感的计算方法和BOOST升压电路的电感、电容计算

电感计算方法 加载其电感量按下式计算:线圈公式 阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH)，设定需用 360ohm 阻抗，因此： 电感量(mH) = 阻抗 (ohm) ?(2*3.14159) ?F (工作频率) = 360 ?(2*3.14159) ?7.06 = 8.116mH 据此可以算出绕线圈数： 圈数 = [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ?圈直径 (吋) 圈数 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ?2.047 = 19 圈 空心电感计算公式 空心电感计算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H) D------线圈直径 N------线圈匝数 d-----线径 H----线圈高度 W----线圈宽度 单位分别为毫米和mH。。 空心线圈电感量计算公式: l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44) 线圈电感量 l单位: 微亨 线圈直径 D单位: cm 线圈匝数 N单位: 匝 线圈长度 L单位: cm 频率电感电容计算公式: l=25330.3/[(f0*f0)*c] 工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125 谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q 值决定 谐振电感: l 单位: 微亨 线圈电感的计算公式 作者：线圈电感的计算公式转贴自：转载点击数：299 1。针对环行CORE，有以下公式可利用: (IRON) L=N2．AL L= 电感值（H) H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈)

DC-DC升压稳压变换器设计(DOC)

课程设计报告 课程明称电子技术 题目DC-DC升压稳压变换器设计 系部 专业 班级 姓名 学号 指导老师 2014年1月6日

目录 摘要 (1) 一．设计目的 (1) 二．设计要求 (1) 三．开关电源简介 (1) 四．DC/DC变换器原理 (2) 4.1Booster型DC/DC变换器 (2) 4.2Buck型DC/DC变换器 (3) 4.3Buck. Booster型变换器 (4) 4.4Cuk型变换器 (5) 4.5pwm工作方式 (5) 4.6PFM工作方式 (6) 4.7PSM调制模式 (6) 五.外围元器件的选择 (6) 5.1电容的取值 (7) 5.2电感的取值 (7) 5.3运放的选择 (8) 5.4功率输出级的设计 (8) 六．方案分析 (9) 七．电路设计 (10) 7.1复合管准互补推免电路的实现 (10)

7.2整体电路原理图 (10) 7.3对电路各部分的定性说明及定量计算 (11) 7.4直流稳压源 (11) 八．保护电路 (12) 九.安装调试 (13) 十．心得体会 (13) 十一.参考文献 (13)

摘要 本文设计了一款升压式DC／DC变换器，输入电压范围为2．7V到5．5V，适用锂离子电池供电的便携式设备，可输出高达18V的稳定输出电压，负载电流最大达200mA。电路采用电压控制型PWM方式调制，内建频率为1．SMHz的振荡器。采用同步整流技术提高系统效率。同时对升压型变换器的模型建立进行了研究，设计了过温关断、欠压锁定等保护电路来提高系统可靠性。此升压式DC／DC变换器的子模块由带隙基准电压源、误差放大器、PWM比较器、钳位电路、振荡器、系统补偿电路等单元电路组成。 一、设计目的 根据设计要求，完成DC-DC升压稳压变换器的设计。 进一步加强对模拟电子技术知识的理解和对Protel软件的应用。 学习DC-DC升压稳压变换器的设计方法与小型电子线路系统的 安装调试方法。 二、设计要求 内容要求：设计一个将110V升高到220V的DC-DC变换器。三．开关电源简介 电源一般按习惯可以分为线性稳压电源(LDO)和开关稳压电源。开关电源就是利用现代电力电子技术与微电子技术，控制半导体功率开关器件开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。它代表着稳压电源的发展方向，现己成为DC／DC稳压电源的主流产品。它通过用电子线路组成开关式(方波)电路来达到对电能的转换。开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，本身消耗的能量很低，电源效率可达80％以上，比普通线性稳压电源提高近一倍。 开关电源的发展经历了几个时期管稳压电源时期(1950年代)i晶体管稳压电源时期(1960年代．1970年代中期)、低性能稳压电源时期(1970年代．1980年代末期)、高性能的开关稳压电源时期(1990年代～至今)。由于开关电源功耗小、效率高(可高达70％．95％)、体积小、重量轻、稳压范围宽、滤波效率高、不需要大容量滤波电容等优点，而线性电源效率低(一般低于50％)，并且电压转换形式单一(只有降压)等缺点，如今开关电源已逐渐取代线性电源。当然线性电源因为其低噪声、纹波小的优点，在一些电子测量仪器、代线性电源AD／DA和取样保持电路中，线性电源仍然无法被开关电源取代。开关稳压电源与线性稳压电源相比，其优点是小型、轻量、效率高。它的这种优点适应电子设备的轻、薄、短、小与节能的要求，其应用范围迅速扩大。目前它已成为国际上开发中、小功率开关电源、精密开关电源及电源模块的优选。驱动集成电源市场蓬勃发展的主要原因有两个：首先是在提高性能的基础上，所有电子设备中使用的硅组件正不断增

BOOST升压电路的电感、电容计算

【转】 BOOST升压电路的电感、电容计算 2011-05-06 23:54 转载自分享 最终编辑kxw102 已知参数： 输入电压：12V --- Vi 输出电压：18V ---Vo 输出电流：1A --- Io 输出纹波：36mV --- Vpp 工作频率：100KHz --- f ***************************************************************** ******* 1：占空比 稳定工作时，每个开关周期，导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少，即Vi*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有 don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入，don=0.572 2：电感量 先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量 其值为Vi*(1-don)/(f*2*Io)，参数带入，Lx=38.5uH, deltaI=Vi*don/(L*f)，参数带入，deltaI=1.1A 当电感的电感量小于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加变化较明显， 当电感的电感量大于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加几乎不再变小，由于增加电感量可以减小磁滞损耗，另外考虑输入波动等其他方面影响取 L=60uH， deltaI=Vi*don/(L*f),参数带入，deltaI=0.72A， I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2= Io/(1-don)+(1/2)*deltaI， 参数带入，I1=1.2A,I2=1.92A

3：输出电容： 此例中输出电容选择位陶瓷电容，故 ESR可以忽略 C=Io*don/(f*Vpp),参数带入， C=99.5uF，3个33uF/25V陶瓷电容并联 4：磁环及线径： 查找磁环手册选择对应峰值电流I2=1.92A时磁环不饱和的适合磁环Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2)，参数带入，irms=1.6A 按此电流有效值及工作频率选择线径 其他参数： 电感：L 占空比：don 初始电流：I1 峰值电流：I2 线圈电流：Irms 输出电容：C 电流的变化：deltaI 整流管压降：Vd

XL4015降压型直流电源变换器芯片(大功率型)

n LCD Monitor and LCD TV n Portable instrument power supply n Telecom / Networking Equipment component count. Figure1. Package Type of XL4015

Pin Configurations Figure2. Pin Configuration of XL4015 (Top View) Table 1 Pin Description Pin Number Pin Name Description 1 GND Ground Pin. Care must be taken in layout. This pin should be placed outside of the Schottky Diode to output capacitor ground path to prevent switching current spikes from inducing voltage noise into XL4015. 2 FB Feedback Pin (FB). Through an external resistor divider network, FB senses the output voltage and regulates it. The feedback threshold voltage is 1.25V . 3 SW Power Switch Output Pin (SW). SW is the switch node that supplies power to the output. 4 VC Internal V oltage Regulator Bypass Capacity. In typical system application, The VC pin connect a 1uf capacity to VIN. 5 VIN Supply V oltage Input Pin. XL4015 operates from a 8V to 36V DC voltage. Bypass Vin to GND with a suitably large capacitor to eliminate noise on the input.

直流升压变换器的MATLAB仿真

学号 天津城建大学 控制系统仿真 大作业 直流升压变换器的MATLAB仿真 学生姓名 班级 成绩 控制与机械工程学院 2014年6 月20 日

目录 一、绪论1 二、仿真电路原理图及原理1 三、所使用的Matlab工具箱与模块库2 四、模块参数设定2 五、模块封装与仿真框图搭建2 六、仿真结果6 七、结论6 八、参考文献7

一、绪论 在电力电子技术中，将直流电的一种电压值通过电力电子变换装置变换为另一种固定或可调电压值的变换，成为直流-直流变换。直流变换的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正，以及用于其它领域的交直流电源。 根据电力电子技术原理，升压式（Boost ）斩波器的输出电压0u 高于输入电源电压s u ，控制开关与负载并联连接，与负载并联的滤波电容必须足够大，以保证输出电压恒定，储能电感也要很大，以保证向负载提供足够的能量。 若升压式斩波器的开关导通时间on t ，关断时间off t ，开关工作周期off on t t T +=。定义占空比或导通比/T t D on =，定义升压比S o /U U =α。根据电力电子技术的原理，理论上电 感储能与释放能量相等，有s s off o u 1 u t T β = = U ，升压比的倒数T t 1 off = = α β。还有，1D =+β 。由此可见，当s u 一定时，改变 β就可以调节0u 。当const T =时，调β就 是调off t ，或调on t 也是调β，也就改变了0u ，这就是升压式斩波器的升压工作原理。 二、仿真电路原理图及原理 原理图如图1所示：假设L 值、C 值很大，V 通时，E 向L 充电，充电电流恒为1 I ，同时C 的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压0u 为恒值，记为0u 。设V 通的时间为on t ，此阶段L 上积蓄的能量为on 1t EI 。 图1 V 断时，E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。设V 断的时间为off t ，则此期间电感L 释放能量为 ()off 10t I E -u ，稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量能量相等。化简得 ()off 10on 1t I E -u t EI =，E t T E t t t off off off on o =+=U ，1T/t off ≥，输出电压高于电源电

电感升压型变换器的优点以及缺点

电感升压型变换器的优点以及缺点电感升压式变换器的优点如下所述： 1.效率高，可达到80%～85％，比开关电容升压式高15％左右。 2.由于输出电压高，一般可以恒流驱动串联的LED，并保证其亮度致。LED可以是一串，也可以是先串后并的几串，根据其输出功率的大小和LED的电流，确定所能驱动的LED总数，例如美信公司的MAXl848最多可以驱动39只LED。 3.能在较宽的输入电压范围内，保证输出电流稳定，并做到与LED 要求的电流相匹配。 4.一般电路还具有调光功能(调节LED电流)以及一些保护功能，如LED开路保护、短路保护、输出过压保护等，视具体芯片型号而定。 电感升压式变换器的缺点如下所述。 ①在电感升压变换器中需要采用电感升压，一般电感的体积较大，在整个PcB面积中占较大的比例，价格也比阻容元件贵得多。为了降低电感的尺寸，一般都选用较高的开关频率，约在IMHz附近，这对电感所用的铁氧体磁芯的要求较高，要能工作于]MHz的高频上，根据流过电感的电流选择台适的磁芯尺寸，以尽量减少它的涡流损耗和磁滞损耗，降低电 感的发热量。目前已有专门的供应商生产电感量一定、允许通过一定电流的电感。我们在介绍具体Ic芯片时会给出一些供应商提供的电感参数及尺寸实例．以增加读者对这种电感的感性认识。 ②所能驱动的二极管串中LED的个数受虽高输出电压的限制，如输

出电压为40V．串接的白光LED不黄变灯条胶灯珠个数不超过13个。输出电流则受输出功率的限制，在大电流下要考虑PcB铜皮走线的宽度，以免因电流密度过大而烧毁走线铜皮。 ③流过电感的输入电流是一些重复频率很高的三角波，像有源功率因数校正电路样会产生比较高的电磁干扰(EM])。在连续导透模式下，输入电流起伏较小，干扰较轻：在断续导通模式下，输入电流起伏较大：干扰较重。为满足对驱动电路的电磁兼容要求，在电路的输入端需要加抗电磁干扰的滤波电路。为了防止电磁辐射，电感还要加磁屏蔽。不过由于电流三角波的频率基本上是固定的，尤其在连续导通模式F，电流是连续的，起伏较小，且电路的功率较低，所以它所造成的电磁辐射干扰及传导干扰，要比在有源功率因数校正电路中轻得多。

DC-DC电感选择

电感 在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。工程师不仅要选择电感值，还要考虑电感可承受的电流，绕线电阻，机械尺寸等等。本文专注与解释：电感上的DC 电流效应。这也会为选择合适的电感提供必要的信息。 理解电感的功能 电感常常被理解为开关电源输出端中的LC 滤波电路中的L（C 是其中的输出电容）。虽然这样理解是正确的，但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。在降压转换中（Fairchild 典型的开关控制器），电感的一端是连接到DC 输出电压。另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。 在状态1 过程中，电感会通过（高边“high-side”）MOSFET 连接到输入电压。在状态2 过程中，电感连接到GND。由于使用了这类的控制器，可以采用两种方式实现电感接地：通过二极管接地或通过（低边“low-side”）MOSFET 接地。如果是后一种方式，转换器就称为“同步（synchronus）”方式。 现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。在状态 1 过程中，电感的一端连接到输入电压，另一端连接到输出电压。对于一个降压转换器，输入电压必须比输出电压高，因此会在电感上形成正向压降。相反，在状态2 过程中，原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。对于一个降压转换器，输出电压必然为正端，因此会在电感上形成负向的压降。 我们利用电感上电压计算公式： V=L(dI/dt) 因此，当电感上的电压为正时（状态1），电感上的电流就会增加；当电感上的电压为负时（状态2），电感上的电流就会减小。通过电感的电流如图2 所示： 通过上图我们可以看到，流过电感的最大电流为DC 电流加开关峰峰电流的一半。上图也称为纹波电流。根据上述的公式，我们可以计算出峰值电流： 其中，ton 是状态1 的时间，T 是开关周期（开关频率的倒数），DC 为状态1 的占空比。 警告：上面的计算是假设各元器件（MOSFET 上的导通压降，电感的导通压降或异步电路中肖特基二极管的正向压降）上的压降对比输入和输出电压是可以忽略的。 如果，器件的下降不可忽略，就要用下列公式作精确计算： 同步转换电路： 异步转换电路：

降压变换器的基本工作原理

降压变换器的基本工作原理 在汽车中，有些照咖是由单个LED担任的，如顶灯、地图灯、行李箱照明灼。以 及门灯等。一只白光LED的正向压降为3—4V，汽车由蓄电他提供的内部电压，一舱 为12—14V，这就出现了输入电压远远超过LED所需要的情况。如果采用线性稳压器通过降压来驱动L四，必然会出现电源功率转换效率过低的问题。为此，必须采用开 关型DC仍C降压变换器，宅既为LED提供所需的低压电源、恒定的电流，又能有较 高的转换效率。降压变换器(BuCk)又称串联开关稳压器或开关型降压稳压器。下面介 绍降压变换器的基本电路拓扑和它的工作原理。降压变换器的电路形式及工作原理 降压变换器的电路形式如图所示 是开关管，VD是开关二极管，在VT截正期间，为电感电流提供继续流通的通路。由图见，输入和输ABC电子出在电气上是直接相通的，无隔离，属于非隔离型功率变换器。为分析简便起见，在电路的工作频率较高、电感工和电容Co较大时，输出 电压和流过二极管的电流可以视为稳定不变的，艾博希电子分别以定位RO、Jo表尔 当VT导退时，由于假定输入、输出电压是同定的，电感两端电压差RD厂RO也是一 个定值，这样，流过电感L的电流将按线性斤升，由初始的最小位即谷值JV直线上升，到开关管VT导通结束时，达到最大值人MM即峰值JP。 如VT的导通时间为则有：小当VT截女时，电感力图维持其电流不变。在电感 两端将产生感应电动势，极性为右正左负，与VT导通时的极性如图恰好相反。它使二极管w导通，为电感电流提供续流远路，此后，出其最大值／LMM(JP)线性卜降。如 果VT的截止时间为ROR，且在电感电流连续导通模式(CCM)下，则在截止期结束时，电感电流由峰值JP产降到谷值JV，并满足以下关系：价(k丛)RO；生JL＝Bp RO；在上面诺式中，7为开关周期，D为开关管的占空IC现货商比，o＝RJ厂，其值小于1，D越小，输出电压RO越小。由式(5—4)可见，输出电压RO与占空比D呈线性关系，D大，输出电压亦大；此外，输出电压比输入电压RM低，降压之名即由此而来。 如认为电路中的元件均足理想的、无损耗的，则电路的功率转换效率为1或如可见，输出电流的平均值要比输入电流的平均值大。同样可以证明，在YT截止期间，如 电感电流F降到军，电感电流将表现为不连续的状态(DCM)，即每次开关管导通时，

(整理)基于TL494的DC-DC升压稳压变换器设计

电力电子技术课程设计报告设计课题：基于TL494的脉宽调制电路应用 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 指导老师： 漳州师范学院物理与电子信息工程系

目录 一、设计任务要求 (3) 二、设计方案分析 (3) 2.1、DC-DC升压变换器的工作原理 (4) 2.2、DC-DC升压变换器输入、输出电压的关系 (5) 2.3、DC-DC变换器稳压原理 (6) 2.4、集成脉宽调制控制器TL494介绍 (6) 三、主要单元电路设计 (8) 3.1、DC-DC升压变换器主回路设计 (8) 3.2、DC-DC变换器控制电路设计 (10) 四、系统安装与调试 (12) 五、总结 (12) 六、附录 (13)

基于TL494的DC-DC升压稳压变换器设计 一、设计任务要求 基于TL494设计一个将12V升高到24V的DC-DC变换器。 在电阻负载下，要求如下： 1、输出电压U0=24V。 2、最大输出电流I0max=1A。 3、当输入UI=11~13V变化时，电压调整率SV≤2%（在I0=1A时）。 4、当I0从0变化到1A时，负载调整率SI≤5%（在UI=12V时）。 5、要求该变换器的在满载时的效率η≥70%。 6、输出噪声纹波电压峰-峰值U0PP≤1V（在UI=12V，U0=24V，I0=1A条件下）。 7、要求该变换器具有过流保护功能，动作电流设定在1.2A。 二、设计方案分析 2.1、DC-DC升压变换器的工作原理 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。 图1（a）是升压式DC-DC变换器的主电路，它主要由功率开关管VT、储能电感L、滤波电容C和续流二极管VD组成。电路的工作原理是，当

BOOST升压电路的电感、电容计算

BOOST升压电路的电感、电容计算 已知参数： 输入电压：12V --- Vi 输出电压：18V ---Vo 输出电流：1A --- Io 输出纹波：36mV --- Vpp 工作频率：100KHz --- f 1：占空比 稳定工作时，每个开关周期，导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少，即 Vi*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有 don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入，don=0.572 2：电感量 先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量 其值为Vi*(1-don)/(f*2*Io) ，参数带入，Lx=38.5uH, deltaI=Vi*don/(L*f)，参数带入，deltaI=1.1A 当电感的电感量小于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加变化较明显， 当电感的电感量大于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加几乎不再变小， 由于增加电感量可以减小磁滞损耗，另外考虑输入波动等其他方面影响取L=60uH， deltaI=Vi*don/(L*f),参数带入，deltaI=0.72A， I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2= Io/(1-don)+(1/2)*deltaI， 参数带入，I1=1.2A,I2=1.92A 3：输出电容：

此例中输出电容选择位陶瓷电容，故 ESR可以忽略 C=Io*don/(f*Vpp),参数带入， C=99.5uF，3个33uF/25V陶瓷电容并联 4：磁环及线径： 查找磁环手册选择对应峰值电流I2=1.92A时磁环不饱和的适合磁环Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2)，参数带入，irms=1.6A 按此电流有效值及工作频率选择线径 其他参数： 电感：L 占空比：don 初始电流：I1 峰值电流：I2 线圈电流：Irms 输出电容：C 电流的变化：deltaI 整流管压降：Vd