現(xiàn)代電力電子技術報告—SEPIC電路分析(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上現(xiàn)代電力電子技術報告SEPIC電路分析一、 電路結構圖：圖1為SEPIC電路拓撲圖圖1 SEPIC電路拓撲圖二、 電路分析SEPIC變換器原理電路如圖1所示。、分別為電感、上的電流，D表示占空比，表示開關周期，、分別表示開關導通和關斷的時間。由于SEPIC電路中存在兩個電感，一般定義電路連續(xù)或不連續(xù)導電模式以整流二極管D的導電模式為準。在一個開關周期中開關管的截止時間內(nèi)，若二極管電流總是大于零，則為電流連續(xù);若二極管電流在一段時間內(nèi)為零，則為電流斷續(xù)工作。若二極管電流在時剛好降為零，則為臨界連續(xù)工作方式。假設很大，變換器在穩(wěn)態(tài)工作時，的電壓基本保持不變（1）連續(xù)狀態(tài)連

2、續(xù)導電模式時電路工作可以分為導通和關斷兩個模態(tài)：工作模態(tài)1：（0，）模態(tài)圖2 導通時SEPIC電路等效電路圖（連續(xù)）在這個模態(tài)中，開關管導通，二極管D截止，如圖2所示。變換器有三個回路：第一個回路：電源、和回路，在的作用下，電感電流線性增長;第二個回路：，和回路，通過和進行放電，電感電流線性增長;第三個回路是向負載供電回路，電壓下降，因較大，故上電壓下降很少，可以近似地認為,流過的電流 (1) (2)當t=時，和達到最大值和。工作模態(tài)2：（，）模態(tài)圖3 關斷時SEPIC電路等效電路圖（連續(xù)）在t=時刻，關斷，此時形成兩個回路，如圖3所示：第一個回路：電源、經(jīng)二極管D至負載回路，電源和電感儲能同

3、時向和負載饋送，儲能增加，而減小;第二個回路是和D至負載的續(xù)流回路，儲能釋放到負載，故下降。因此二極管的電流是、的電流之和，且 (3) (4)根據(jù)上的伏秒原理： (5)根據(jù)上的伏秒原理： (6)由上面兩式可得: (7) (8)由輸入輸出功率平衡有: (9)即： (10)其中，別為輸入和輸出電流在一個開關周期上的平均值。由以上公式可知:SEPIC電路工作在電流連續(xù)模式時，若在占空比恒定的情況下，輸入電壓、電流和輸出電壓、電流是成正比的。（2）斷續(xù)導電狀態(tài)SEPIC電路工作在電流斷續(xù)導電模式時，在一個開關周期內(nèi)，電路工作可以分為三個模態(tài)，如圖4、圖5、圖6所示：模態(tài)1和模態(tài)2：與連續(xù)導電模式類似模

4、態(tài)3：從整流二極管電流為零到，下一次開關管開通為電路模態(tài)3，此時電路形成兩個回路，如圖6所示：圖4 導通時SEPIC電路等效電路圖（斷續(xù)）圖5 關斷連續(xù)時SEPIC電路等效電路圖（斷續(xù)）圖6 關斷且斷續(xù)時SEPIC電路等效電路圖（斷續(xù)）第一個回路是電源、，由于較大，、中的電流基本保持斷續(xù)瞬間的值慣性流動;第二個回路是向負載供電回路。設開關關斷后，D電流續(xù)流時間為，對應占空比為，由作用在上電壓伏秒面積平衡原理，可得: (11)根據(jù)上的伏秒原理： (12)可得： (13)由上式可見，不管電路工作在連續(xù)還是斷續(xù)模式，總有工作模態(tài)1：開通，電路模態(tài)如圖4。此模態(tài)與連續(xù)導電模式類似。電路工作在二極管電流

5、斷續(xù)，電流連續(xù)的狀態(tài)，設開通前： (14)結束時，、上電流達到最大值， (15) (16)工作模態(tài)2: 關斷，D導通，電路模態(tài)如圖5。此時、同時向副邊傳輸能量，充電，關斷瞬間，二極管達到電流最大值： (17) (18)該模態(tài)持續(xù)時間，模態(tài)2結束時應有： (19) (20)當時該模態(tài)結束，可計算出模態(tài)持續(xù)時間： (21)工作模態(tài)3: 關斷，D關斷，電路模態(tài)如圖6所示。此時，上的電流分別為，。二極管一個周期平均電流： (22)由一個開關周期上輸入輸出功率平衡:可得輸入電流： (23)三、 仿真模擬利用PSPICE模擬仿真SEPIC波形，D=0.3，仿真波形如圖所示：圖7 sepic斬波電路電路原理圖（連續(xù)D=0.3）圖8 sepic斬波電路電感電流波形圖（連續(xù)D=0.3）圖9 sepic斬波電路電感電壓波形圖（連續(xù)D=0.3）四、 參考文獻1張洋,“基于SEPIC變換器的功率