第四章第1节直流变换器的控制电路

格式：ppt
大小：702.00 KB
文档页数：16

下载文档原格式

第四章第1节直流变换器的控制电路.讲述

用数字控制代替模拟控制与模拟控制的原理一样数字控制也采用闭环回路反馈控制理论来稳定电源输出电压只不过数字控制是先将模拟参数如输入和输出电压以及电流等转换成数字信号然后完全在数字域里对这此参数进行必要的处理即将输出电压转换成数字数据并传送给一个数字控制器再由数字控制器利用这些信息计算出新的控制输出
第四章
u负极 u基准 uct uct标
2. 脉宽调制原理：
控制输出A
upwm
u
t0
ust
t1
t2
比较
uct ust
振荡器
uct
t
控制输出B 与门
Q
Q
F/F
u pwm
Q
在ust与uct的交点t1处，ust＝ uct
t
t
uct , u pwm 0 低电位在t1~t2期间， ust uct , u pwm 为高电位
输出整流器滤波器
取样
输出整流器、滤波器、取样、脉宽调制器和驱动电路共地。输入与输出之间的隔离是通过高频变压器Tr1和驱动变压器Tr2来实现的。它适用于任何形式的开关电源的设计。 b. 用光电耦合器的方法：
~220V 输入整流器滤波器
开关功率器件 Tr
输出整流器滤波器误差放大
输出
脉宽调制器驱动电路光电耦合器基准
三、数字控制
传统的模拟控制使用比较器、误差放大器和模拟调变器等元器件来调整电源输出电压以及功率因数校正，虽然这些为人熟知的电路架构己经使用数十年，但是它们仍受到许多限制。
1、模拟控制电路因为使用许多元器件而需要很大空间。
2、这些元器件本身的值会随着使用时间、温度和其环境条件的变化而变动，对系统稳定性和响应能力造成负面影响。

《直流变换电路》课件

减小电磁干扰的措施
布局优化
合理安排电路元件的布局，减小信号线长度，降低电磁干扰。
滤波电容的使用
在关键部位增加滤波电容，吸收高频噪声和干扰。
接地措施
采用多点接地，降低地线电感和阻抗，减少电磁干扰。
06
直流变换电路的应用实例
电动车用直流变换电路
01
电动车用直流变换电路概述
电动车用直流变换电路是用于将直流电源转换为电动车所需电压的电路
将直流电能转换为交流电能，用于电力机车、地铁等交通工具的牵引。
将交流电转换为电池所需的直流电。
02
直流变换电路的工作原理
电压型直流变换电路
总结词
通过控制开关管通断，将输入直流电压变换成输出直流电压的电路。
电路特点
输出电压稳定，负载调整性能好，适用于输出电压要求较高的场合。
详细描述
电压型直流变换电路采用电感作为储能元件，通过控制开关管的通断，实现输入直流电压的斩波或调压，从而得到所需的输出直流电压。
THANKS
感谢您的观看
光伏逆变器用直流变换电路的特点
光伏逆变器用直流变换电路具有高效率、高可靠性、低噪声等特点，能够有效地提高太阳能利用率和系统的稳定性。
不间断电源用直流变换电路
不间断电源用直流变换电路概述
不间断电源用直流变换电路是用于在停电或电源故障时提供不间断电源的电路。它通常包括输入滤波器、整流器、直流变换器和逆变器等部分。
优点
结构简单，易于实现，对输出电压的调节快速且准确。
缺点
对输入电压和负载变化的抑制能力有限，可能存在较大的电压调整率。
电流模式控制
总结词
详细描述
优点
缺点

《直流直流变换器》课件

优点与不足
直流直流变换器具有高效率、较小的尺寸和重量，但在设计和控制上存在一定的挑战。
直流直流变换器的工作原理
1
基础电路结构
直流直流变换器的基础电路结构包括功率开关、滤波电感、滤波电容和控制电路。
2
Hale Waihona Puke 工作模式及转换过程直流直流变换器在不同工作模式下，可以完成直流电能的变换和传输过程。
3
调制方式
直流直流变换器可以通过脉宽调制、调频调制和相移调制等方式实现电能转换的控制。
各种调制方式的实现技术
脉宽调制技术
通过改变脉冲宽度的方式来实现直流直流变换器的电能转换控制。
调频调制技术
通过调整载频的方式来实现直流直流变换器的电能转换控制。
相移调制技术
通过改变相位差的方式来实现直流直流变换器的电能转换控制。
直流直流变换器的应用
直流传动系统中的应用
直流直流变换器被广泛用于电动汽车、电动船舶和工业机械等直流传动系统。
建筑节能系统中的应用
直流直流变换器可提高建筑节能系统的能效，减少能源消耗。
光伏发电系统中的应用
直流直流变换器被用于将太阳能电池板产生的直流电能转换为交流电网所需的电能。
总结
1
直流直流变换器的现状与前景
直流直流变换器在能源转换和传输领域具有广阔的应用前景。
2
发展趋势
直流直流变换器的发展趋势包括高效率、高可靠性、智能化和可持续发展等方向。
《直流直流变换器》PPT 课件
直流直流变换器（Direct Current Converter）是一种在电力电子技术领域应用广泛的设备，用于将直流电能转换为直流电能。
介绍直流直流变换器
定义

电力电子技术课件 10 DC-DC变换器

狭义上的纹波电压，是指输出直流电压中含有的工频交流成分。我国工频频率是50Hz，所以纹波电压以工频50Hz或50Hz的整数倍计取。具体取50Hz还是50Hz的倍数，取决于整流电路的类型。对于半波整流，取50Hz；对于全波整流，取50Hz的2倍即100Hz；对于三相半波整流，取50Hz的3倍即150Hz；对于三相全波整流，取50Hz的6倍即300Hz。对于日本、美国等国家，使用60Hz工频，计取方式只需把上述的50改为 60即可。纹波电压通常用有效值或峰值表示。
其中β为变压比的倒数。
4.1.3 Buck-Boost变换器

概述：
升降压变换电路（又称Buck-boost电路）的输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反，其电路原理图如图所示。它主要用于要求输出与输入电压反相，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源。
4.1

直流变换电路的工作原理
工作原理：图中 T是可控开关， R 为纯阻性负载。在时间内当开关T接通时，电流经负载电阻R流过， R两端就有电压；在时间内开关T断开时， R中电流为零，电压也变为零。

电路中开关的占空比
D
ton TS

TS为开关T的工作周期，ton为导通时间。由波形图可得到输出电压平均值为
U dTS D(1 D) 2L
即电感电流临界连续时的负载电流平均值为：
I OB
U d TS D(1 D) 2 LO
式中IOB为电感电流临界连续时的负载电流平均值。
总结：临界负载电流 IOB与输入电压Ud、电感L、开关频率f以及开关管 T的占空比D都有关。当实际负载电流Io＞ IOB时，电感电流连续；当实际负载电流Io = IOB时，电感电流处于连续（有断流临界点）;

《直流直流变换器》课件

测试方法与步骤
• 测试方法：采用恒流恒压源进行测试，分别对输入电压、输出电压、输入电流、输出电流进行测量。
测试方法与步骤
测试步骤 1. 将DC电源设置为所需的输入电压。
2. 将DC-DC变换器模块连接到电源和测量设备上。
测试方法与步骤
01
3. 启动电源，并记录测量数据。
02
4. 改变输入电压，重复步骤3。
集成化
集成化技术使得多个功能模块在单一芯片上实现，提高了系统的可靠性和紧凑性。
市场发展前景
电动汽车市场增长
随着电动汽车市场的不断扩大，直流-直流变换器的需求量将大幅增加。
分布式电源并网
分布式电源并网技术的发展将促进直流-直流变换器在分布式能源系统中的应用。
工业自动化
工业自动化领域的快速发展将带动直流-直流变换器在电机驱动、自动控制系统等领域的应用。
03
5. 分析测量数据，得出结论。
实验结果分析
数据分析
根据测量数据，分析DC-DC变换器的性能指标，如效率、电压增益、电流增益等。
结果比较
将实验结果与理论值进行比较，分析误差原因。
结论总结
根据实验结果，总结DC-DC变换器的性能特点，并提出改进意见。
05
直流-直流变换器的应用实例
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
可靠性和可维护性。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
04
直流-直流变换器的实验与测试
实验平台搭建
实验设备
实验平台调试
DC电源、DC-DC变换器模块、电压表、电流表、电感、电容等。
确保实验设备的正确连接，并进行必要的调试，以确保实验的顺利进行。

第4部分直流直流变换器知识讲解

在负载电流较小的情况下，在uco<utri，负载电流经 VDB+和VDA-续流，uo= -Ud，续流过程中，电流会下降为0，VDB+和VDA-断开，则VTB+和VTA-导通，故直流输入电源Ud经过VTB+、负载和VTA-构成电流回路，电流变负。当uco>utri，控制信号使VTB+和VTA-断开，触发VTA+和VTB-，由于电感电流不能突变，因此负载电流经VDA+和VDB-续流，使VTA+和VTB-不能导通， uo=Ud，同时电流上升，直至电流上升到0，VDA+和 VDB-断开，VTA+和VTB-导通，由此循环往复周期性的工作。
4.3 降压变换器
降压变换器也称为Buck变换器，正如名字所定义的，降压变换器的输出电压Uo低于输入电压Ud。
在实际应用中，有如下问题： 1．实际的负载应该是感性的。即使是阻性负载，也总有
线路电感，电感电流不能突变，因此，图4-1的电路可能由于电感上的感应电压毁坏开关管。采用图4-3的电路，则电感中储存的电能可以通过二极管续流释放给负载； 2．在大多数应用中需要的是平稳的直流电压。而图4-1 的电路输出电压在0和Ud间变化。采用由电感和电容组成的低通滤波器可以得到平稳的输出电压。
全桥式变换器有两种PWM的控制方式：
1．双极性PWM控制方式。在该控制方式下，图4-25中的(VTA+，VTB-)和(VTA-，VTB+)被当作两对开关管，每对开关管都是同时导通或断开的。
2．单极性PWM控制方式。在该控制方式下，每个桥臂的开关管是单独控制的。
与前面几节讨论过的开关变换器不同，全桥式直流-直流变换器的输出电流在负载低的时候，也没有电流断续模式。

电动汽车DCDC变换器的设计【毕业作品】

BI YE SHE JI（20 届）电动汽车DC/DC变换器的设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要电动汽车DC/ DC变换器是现代电力电子设备不可或缺的组成部分，其质量的优劣直接影响子设备性能，其体积的大小也直接影响到电子设备整体的体积。

本设计根据设计任务进行了方案设计，设计了相应的硬件电路，研制了半桥开关电源。

整个系统包括主电路、控制电路和反馈电路三部分内容。

系统主电路包括单相输入整流、半桥式逆变、高频交流输出、输出整流、输出滤波几部分。

控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。

论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计及实验过程，包括元器件的选取以及参数计算。

本设计中采用的芯片主要是PWM控制芯片SG3525A。

设计过程中程充分利用了SG3525A的控制性能，具有宽的可调工作频率，死区时间可调，具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。

关键词：直流变换器；SG3525；高频变压器；MOSFETIAbstractElectric vehicle DC/ DC converter is a modern power electronic equipment indispensable component, its quality has a direct influence on equipment performance, its size will directly affect the whole volume of electronic equipment. According to the design of design tasks for the design, designs the corresponding hardware circuit, a half-bridge switching power supply development. The whole system consists of main circuit, control circuit and feedback circuit three parts. System main circuit comprises a single-phase input rectifier, half-bridge inverter, high frequency AC output, output rectifier, output filter sections. The control circuit comprises a main circuit switch tube to control the pulse generation and protection circuit. This paper introduces the main circuit, control circuit, driving circuit and other parts of the design and the experimental process, including the selection of components and parameters calculation. The design of the chip is mainly PWM control chip SG3525A. The design process of medium-range makes full use of SG3525A control performance, wide adjustable frequency, adjustable dead time, with input under-voltage locking function and dual output current.Key words: DC / DC converter; SG3525; high-frequency transformer; MOSFETII目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1课题选择的背景及意义 (1)1.2电动汽车DC/DC变换器的发展概况 (2)1.3本文所研究的课题内容 (3)第二章电动汽车DC/DC变换器的原理 (4)2.1电动汽车DC/DC变换器控制系统概述 (4)2.2电动汽车DC/DC变换器的基本结构 (4)2.3 MOSFET基本原理 (5)2.4 PWM调制技术 (6)2.5高频变压器的原理介绍 (7)第三章电动汽车DC/DC变换器主电路的设计 (9)3.1 半桥电路的结构与工作过程 (9)3.2 主要功率器件的选型 (12)3.2.1 MOSFET参数的确定 (12)3.2.2 自举电容的选取 (13)3.3高频变压器设计 (14)3.4 输出整流回路的设计 (16)3.4.1 输出整流回路的结构 (16)3.4.2 快恢复二极管的选择 (16)3.4.3 滤波电感的选择 (18)3.4.4 滤波电容的选择 (18)第四章.DC-DC变换器控制电路的设计 (20)III4.1 PWM控制芯片SG3525功能简介 (20)4.1.1 SG3525引脚功能及特点简介 (20)4.1.2 SG3525的工作原理 (23)4.2电动汽车DC/DC变换器反馈电路的设计 (27)4.2.1 输出电压反馈电路 (27)4.2.2 过压保护电路的设计 (28)4.2.3 输出限流电路 (29)总结 (31)参考文献 (33)致谢 (34)IV第一章绪论1.1课题选择的背景及意义DC／DC变换器是燃料电池电动汽车的重要组成部分，它的研制直接关系到燃料电池电动汽车的稳定与性能。

第四章直流-直流变换器

_
+
19:11
图4-6升压斩波电路及其波形（b）工作模式（c）波形电力电子技术
1、工作模式1（0≤t≤t1=αT）
设t=0时刻，导通V。当V处于通态时，VD关断，电源Ud向电感充电，
电感中的电流按线形规律从I1上升到I2，同时电容C上的电压向负载供电，电容上电压uC减小，电容上电流iC=-IO（假设负载上的电流基本恒定），电路模式及工作波形如图（4-6）所示。因此
二、基本斩波电路的工作原理
最基本的降压斩波电路，以阻性负载为例。当开关（S）合上（即电力电子器件导通）时，直流电压
加到负载R上，并持续ton时间。当开关（S）断开时，负载上的电压为零，并持续toff时间， T＝ton+toff为斩波电路的工作周期其输出波形如图4-1所示。
19:11
负载电压：
Ud=

T
U
电压电流波形分析
19:11
动画
电力电子技术
19:11
电力电子技术
19:11
电力电子技术
电感值较大，电流连续
19:11
电力电子技术
电感值较小，电流断续
19:11
电力电子技术
占空比较小，电流脉动大
19:11
电力电子技术
低通滤波器 fc<<fs(开关频率)
19:11
动画
图4-7 升降压斩波电路及其波形（a）电路（b）工作模式（c）波形
19:11
电力电子技术
19:11
图4-7 升降压斩波电路及其波形（a）电路（b）工作模式电力电子技术
当V导通时 VD反向偏置而关断，电源Ud经V 向电感L供电使其贮存能量；电感中的电流按线形规律从I1上升到I2；同时电容C上的电压向负载供电，电容上电压uC减小；电容上电流iC=-IO（假设负载上的电流基本恒定）。

第4章第1讲直流PWM可逆直流调速系统

ρ=
Uc ∈ [0,1] U t max
是双极型PWM调制原理，调制原理，图 (c)是双极型是双极型调制原理占空比和控制电压的关系为
1+
ρ=
Uc U t max ∈ [0,1] 2
PWM变换电源
PWM-M系统的机械特性系统的机械特性
变换电源供电的直流电动机调速系统简称为PWM-M系统。系统。由PWM变换电源供电的直流电动机调速系统简称为变换电源供电的直流电动机调速系统简称为系统其机械特性，一般不考虑电流断续的情况。其机械特性，一般不考虑电流断续的情况。 PWM-M系统的四象限机械特性如图所示。系统的四象限机械特性如图所示。系统的四象限机械特性如图所示
双极式控制方式的不足之处是：双极式控制方式的不足之处是：在工作过程中，个开关器件可能都处于开关状态个开关器件可能都处于开关状态，在工作过程中，4个开关器件可能都处于开关状态，开关损耗大，而且在切换时可能发生上、开关损耗大，而且在切换时可能发生上、下桥臂直通的事故，为了防止直通，在上、下桥臂的驱动脉冲之间，事故，为了防止直通，在上、下桥臂的驱动脉冲之间，应设置逻辑延时。应设置逻辑延时。
图4-4 在坐标系上表示的电动机反向轨迹
4.1.2 直流直流PWM可逆直流调速系统转速反可逆直流调速系统转速反向的过渡过程
右图是正向起动、右图是正向起动、正向制动和反向起动过程中的时域波形示意图。起动过程中的时域波形示意图。这个过程分阶段分析如下：个过程分阶段分析如下：
时刻，在t=0时刻，正向起动时刻转速给定指令阶跃上升到U 即转速给定指令阶跃上升到 n*,即 Un*=UnN, 与正向额定转速相对应与正向额定转速相对应. 由于电枢的惯性使得误差电压∆ 由于电枢的惯性使得误差电压∆Un 阶跃上升. 阶跃上升很大的∆ 很快使转速调节器ASR 很大的∆Un很快使转速调节器输出饱和，输出饱和，即Ui*=Uim . 此后电流调节器ACR快速调节使此后电流调节器快速调节使电枢电流I 跟随U 维持在最大电电枢电流 d 跟随 i*维持在最大电枢电流I 这个电枢电流产生一个枢电流 dm.这个电枢电流产生一个恒定的加速转矩,使转速恒速上升. 使转速n恒速上升恒定的加速转矩使转速恒速上升

第4章直流交流变换器培训课件

驱动信号
0 V g 2 ,V g 3 2 2
2
22
2
t
0
v ab
Vd
0
V d
2
输出电压 3
T1T4导通
2
2
2
22
T2T3导通
2 t 2
t
D3
b
D4
4-3-1 单脉冲脉宽调制(续1)
1.0
V1m
0.9
4V d
0.8
Vd
Vab22 22Vd2d(t)12Vd
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3
v an
1 2 V d 驱动 T1
0
T0 驱动 T2 T 0
2
3T0 2
(b)电压波形
vann1, 3,5,2nVDsin t
基波 va1
2VD
sint
t
V1
2VD
2
0.45VD
ia(t)
2V1 sint() R2(L)2
id
T1
Vd
a
T2
vab
D1 T3 ia Z
D 2 T4
(a)电路
V3m 4V d
0 1 2
2
2
V5m
4V d
V7m
4V d
vab(t)
4Vd
n1,3,5,7,n
si
n
n 2
n1
(1) 2
si nt
4
V1m Vd sin 2
0.2
V nm
4V d n
sin
n 2
0.1 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 度

直流交流变换器ppt课件

逆变器的类型(其它分类方式)
按输出电压不同分为：
1. 恒压恒频型〔CVCF，Constant Voltage Constant Frequency 〕
2. 变压变频型〔VVVF，Variable Voltage Variable 按开Fr关eq器ue件nc不y 同〕及换流关断方式不同分类： 13..自脉关冲断电型压〔电流〕型 2.强迫关断型
改动移相角θ，也就调理了输出电压电压，故也称移相调压。
27
单脉冲调压的电压调理特性
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2
VV 11mm 44 VV dd π
VV 33m m 44 VV dd
π
θ
Vd
00 1 2 π 2
2π 2ωt
VV55m m
44VVdd π
VV 77mm
V1ms int
Δt
正弦等效窄脉冲序列
31
SPWM根本原理
基于冲量等效原理的直接SPWM
v(t)
VDTK
KTS (K1)TS
vab(t)d
t
KTS (K1)TS
V1m
s
in( t)d
t
Ts
V1mco
sK
1TS
co
sK
TS
π
2π
0
ωt
V1m
2s
in
12TS
s
inK
TS
12TS
αK
TK
v ab (t)
交流
+
电源可控
直流
电源
直流环节滤波器
逆变器
负载
-
可控整流方案

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Ui
振荡器
Uo
开关脉冲
Uref
比较器
U采样
采样电压
GND
如图是脉频调制方式的基本电路图。它的原理是：采样电压加在比较器的负输入端，预设值(我们要求的输出电压如48V）为比较器的参考电压Uref加在比较器的正输入端。当输出电压低于预设值时， Uref＞U采样，比较器输出高电平。该高电平进入触发器，使触发器开通，振荡器输出的方波通过触发器传到开关管，驱动功率开关管。当输出电压高于预设值时， Uref＜U采样，比较器输出低电平。该低电平进入触发器，使触发器闭锁，从而振荡器输出的方波不能通过触发器，功率管处于断开状态。这样，驱动开关管的脉冲宽度不变而开关周期变长，使占空比减小，从而起到稳压的作用。
2.脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation）PFM
保持方波的宽度ton不变，改变脉冲频率（即周期T）以稳定输出电压。使用脉频调制的方式实现的反馈控制回路叫脉频调制器。
3.混合调制方式靠同时改变方波的宽度ton和脉冲周期T（频率）来维持输出电压。
u
n?
ac
整流滤波
u
i
u负极 u基准 uct uct 标
2. 脉宽调制原理：
控制输出A
upwm
比较
u
t0
ust
t1
t2
uct ust
振荡器
uct
t
控制输出B 与门
Q
Q
F/F
u pwm
Q
在ust与uct的交点t1处，ust＝ uct
t
在t0~t1期间， ust
t
uct , u pwm 0 低电位
在t1~t2期间，
15
单片机数字信号处理器（DSP）可编程逻辑器件
16
一、脉冲宽度调制
变换器主电路
ui
开关器件
开关电源主电路
u0
驱动功放
A B
upwm
uct
比较器误差放大基准振荡器锯齿波振荡器
取样
分频逻辑
脉宽调制器(反馈控制回路）
反馈控制电路的作用： 1、产生驱动开关管的矩形方波
t on D T
2、随着输出电压的变化，控制电路能实时改变驱动方波的占空比D，实现稳压。
Q
t
t
Q
t
A、B两控制输出通道的脉冲信号很小，往往需要功率放大后，再驱动开关管。这部分电路有很完善的集成块电路。
控制输出A
t
B
t
t on1 t1 t on2 t 2
4、无工频变压器开关电源中的隔离技术：
下面用两种不同的方框图说明无工频变压器开关电源的机架和电网之间实现隔离的方法： a. 用 Tr
输出整流器滤波器误差放大
输出
脉宽调制器驱动电路光电耦合器基准
取样
脉宽调制器、驱动电路、开关功率器件、输入整流器、滤波器是共地的，输入、输出之间的隔离是通过高频电源变压器Tr和光电耦合器来实现的。
作业： 1、若主电路是开关稳压器，在脉冲宽度调制电路里是否还需增加电隔离？ 2、详述升压型稳压器是怎样进行自动稳压的，设其使用的是脉宽调制？
3、模拟控制的控制响应特性是由分立元器件的值决定的，因此无法为所有电源值或负载点提供最优化的控制响应。
4、模拟系统的测试和维修都非常困难。
用数字控制代替模拟控制，与模拟控制的原理一样，数字控制也采用闭环回路反馈控制理论来稳定电源输出电压，只不过数字控制是先将模拟参数（如输入和输出电压以及电流等）转换成数字信号，然后完全在数字域里对这此参数进行必要的处理(即将输出电压转换成数字数据并传送给一个数字控制器)，再由数字控制器利用这些信息计算出新的控制输出。
二、脉冲频率调制
VD Up Us Ns i VD
i0
Np
PFM控制脉冲
C0
RL
U0
Ui
iVT
ib
VT UVT
Uo
Uref
图4-21 脉冲频率调制的基本波形图
t on D T
脉冲频率调制(PFM)为定宽调频式，保持开关S的导通时间ton不变 (即将脉冲宽度固定），通过改变开关周期T（即改变开关频率），来调节占空比的。在电路设计上要用固定脉宽发生器来代替脉宽调制器中的锯齿波发生器，并利用电压/频率转换器（如压控振荡器VCO）改变频率。如图4-21所示的工作波形，在轻负载情况下变换器只有比较稀的脉冲群，在脉冲群与脉冲群之间功率管都关断，电路空闲不工作，电感电流为零，在这个过程中输出电容向负载供电；当输出电容放电使电压低于预值电压（我们要求的输出电压），变换器重新工作再产生一些脉冲群使得输出电容被充电。
ust uct , u pwm 为高电位
Q
t
锯齿波送入翻转触发器(F/F)，产生两方波 Q 与 Q 。将比较器的输出方波与 Q 相与，当两者同时为高电位时，输出才是高电位。
控制输出A
t
B
D
t
t on T
开关电源的输出电压与占空比成正比。
u
t0
ust
t1
t2
uct
t
3. 驱动功放：
u pwm
1. 取样电路和误差放大：
u0 uct
u负极 R1
R2 基准
如果所需要的输出标准电压为u0
R2 u基准＝ u0 R 1＋R 2
经误差放大后，得直流输出uct标:
（1）当输出＝u0时
u负极＝u基准 uct uct 标
（2）当输出>u0时（3）当输出<u0时
u负极 u基准 uct uct 标
开关直流变换器
D
u =48V
o
t on D T
f 1 T
u ＝1.2u ac
i
反馈控制回路
在通信高频开关电源中，用于产生驱动开关管导通截止的驱动方波的控制电路可以是模拟电路也可以是数字电路。
开关电源的控制电路：模拟控制、数字控制
模拟控制：脉冲宽度调制、脉冲频率调制
目前“控制电路”现状
第1节直流变换器的控制电路
相较模拟控制器，数字控制的优点： 1、能实现更复杂的控制算法，例如更实时改变控制响应特性能让电源在各种输入电压或负载点下都能达到最理想的快速相应结果。 2、数字化电源还具备完整的可编程能力，这使它们的修改非常容易。 3、数字控制可以省下原本需要外接的临界值设定和时序元器件，不但节省成本和电路板面积，还能避免分立无派元件的生产变异、温度梯度和元器件公差等问题。 4、它还能发挥各种经济优势，包括更低成本、更大的最终产品市场。 5、在电源中引入数字控制技术以后，很容易设计出可以根据经常变化的系统状态，比以前更加精准地改变输出特性的电源。 6、数字控制还能让硬件平台重复使用、加快产品上市日程，例如可以利用一种硬件平台通过修改软件来设计多种电源产品。
直流变换器 Tr1 ~220V 输入整流器滤波器输出u0
ui
开关功率器件 Tr2 脉宽调制器驱动电路
输出整流器滤波器
取样
输出整流器、滤波器、取样、脉宽调制器和驱动电路共地。输入与输出之间的隔离是通过高频变压器Tr1和驱动变压器Tr2来实现的。它适用于任何形式的开关电源的设计。 b. 用光电耦合器的方法：
第四章
第1节开关变换器控制电路
高频开关稳压: 高频开关直流变换器中:
u0 f ( D, ui ) u0 f ( D, n, ui )
D越大，输出电压越大；D越小，输出电压越小。
1.脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）PWM
方波的周期T保持不变，改变脉冲宽度ton来稳定输出电压。使用脉宽调制的方式实现的反馈控制回路叫脉宽调制器。
三、数字控制
传统的模拟控制使用比较器、误差放大器和模拟调变器等元器件来调整电源输出电压以及功率因数校正，虽然这些为人熟知的电路架构己经使用数十年，但是它们仍受到许多限制。
1、模拟控制电路因为使用许多元器件而需要很大空间。
2、这些元器件本身的值会随着使用时间、温度和其环境条件的变化而变动，对系统稳定性和响应能力造成负面影响。

第四章第1节直流变换器的控制电路

合集下载