電路工作原理演示文稿

電路工作原理演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)（優(yōu)選）電路工作原理詳解.當(dāng)前第2頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析一、Buck電路原理圖Buck電路，又稱降壓電路，其基本特征是DC-DC轉(zhuǎn)換電路，輸出電壓低于輸入電壓。輸入電流為脈動(dòng)的，輸出電流為連續(xù)的。圖一當(dāng)前第3頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析二、Buck電路工作原理1、基本工作原理分析當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q1驅(qū)動(dòng)為高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，儲(chǔ)能電感L1被充磁，流經(jīng)電感的電流線性增加，同時(shí)給電容C1充電，給負(fù)載R1提供能量。等效電路如圖二圖二ReturnToPage6當(dāng)前第4頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)LNBuck電路原理分析二、Buck電路工作原理1、基本工作原理分析當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q1驅(qū)動(dòng)為低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，儲(chǔ)能電感L1通過(guò)續(xù)流二極管放電，電感電流線性減少，輸出電壓靠輸出濾波電容C1放電以及減小的電感電流維持，等效電路如圖三圖三ReturnToPage6當(dāng)前第5頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析三、Buck電路的三種工作模式：CCM，BCM，DCM1、CCMMode：關(guān)鍵點(diǎn)原件波形見(jiàn)圖四圖四ReturnToPage7當(dāng)前第6頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析三、Buck電路的三種工作模式：CCM，BCM，DCM1、CCMMode：開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通時(shí)，根據(jù)KVL定律：即→為Q管導(dǎo)通時(shí)間，所以，,T為工作周期，D為占空比：①開(kāi)關(guān)管Q1關(guān)斷時(shí)，同理根據(jù)KVL定律：忽略二極管D的正向壓降，有即②①，可以得出：＝②伏秒積平衡當(dāng)前第7頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析1、CCMMode：三、Buck電路的三種工作模式：CCM，BCM，DCM所以，平均電流

為電流的平均值。參照?qǐng)D四電感電流波形，一個(gè)周期內(nèi)面積為負(fù)載電流IO與電感電流的關(guān)系，在一個(gè)周期內(nèi)進(jìn)行分析，負(fù)載電流即為在一個(gè)周期內(nèi)電流的平均值，參考圖四。電流的平均值在數(shù)學(xué)上的表達(dá)式為：

，即在一個(gè)周期內(nèi)電流函數(shù)曲線與時(shí)間軸所圍成的面積除以周期，當(dāng)前第8頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析三、Buck電路的三種工作模式：CCM，BCM，DCM2、BCMMode：關(guān)鍵點(diǎn)原件波形見(jiàn)圖五圖五當(dāng)前第9頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析三、Buck電路的三種工作模式：CCM，BCM，DCM2、BCMMode：參照?qǐng)D四與圖五電感電流的波形，可以得知電感最小電流逐漸減小到零時(shí)，工作模式也逐漸從CCM進(jìn)入BCM。根據(jù)伏秒積平衡：同樣，在一個(gè)周期進(jìn)行分析，當(dāng)前第10頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析三、Buck電路的三種工作模式：CCM，BCM，DCM3、DCMMode：關(guān)鍵點(diǎn)原件波形見(jiàn)圖六圖六當(dāng)前第11頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析三、Buck電路的三種工作模式：CCM，BCM，DCM3、DCMMode：由圖六可知，電路系統(tǒng)工作在DCM模式下，需要滿足兩個(gè)條件，一、電感充磁開(kāi)始以及消磁結(jié)束時(shí)流經(jīng)電感的電流為零；二、電感消磁時(shí)間小于開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)間。根據(jù)伏秒積平衡有：同樣，在一個(gè)周期對(duì)電感電流進(jìn)行分析：當(dāng)前第12頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析四、外為參數(shù)對(duì)系統(tǒng)工作模式的影響：圖六當(dāng)前第13頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析四、外為參數(shù)與系統(tǒng)工作模式的關(guān)系：參考圖六，在一個(gè)周期對(duì)電感電流進(jìn)行分析：即當(dāng)Q管導(dǎo)通時(shí)即當(dāng)前第14頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析四、外為參數(shù)與系統(tǒng)工作模式的關(guān)系：1、如果工作在DCM模式，則令I(lǐng)Lmin=0，Td<T(1-D),即2、如果工作在BCM模式，則令I(lǐng)Lmin=0，Td=T(1-D),即3、如果工作在CCM模式，則令I(lǐng)Lmin

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0，Td=T(1-D),即當(dāng)前第15頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析五、BUCK電路仿真驗(yàn)證：圖七當(dāng)前第16頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析上述電路中基本參數(shù)設(shè)置：驅(qū)動(dòng)波形：V=14V,f=20KHz,D=50%；輸入電壓：Vin=10Vdc；儲(chǔ)能電感：L=80uH1、BCM模式仿真驗(yàn)證：根據(jù)電路系統(tǒng)工作在BCM模式下的條件,進(jìn)行理論計(jì)算，因此，電阻可定義為通過(guò)上述參數(shù)定義以及計(jì)算，可以得到相關(guān)參數(shù)的理論值：參照?qǐng)D八，可以得出仿真結(jié)果，當(dāng)前第17頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析藍(lán)色：電感電流紅色：電感電壓綠色：開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)棕色：輸出電壓藍(lán)色：電感電流紅色：電感電壓綠色：開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)棕色：輸出電壓圖八當(dāng)前第18頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析2、CCM模式仿真驗(yàn)證：在上述BCM分析的基礎(chǔ)上，得出儲(chǔ)能電感的電感量80uH為臨界點(diǎn)，由系統(tǒng)工作在CCM的條件，可以將儲(chǔ)能電感電感量設(shè)置為120uH,理論計(jì)算：參照?qǐng)D九，可以得出仿真結(jié)果，當(dāng)前第19頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析藍(lán)色：電感電流紅色：電感電壓綠色：開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)棕色：輸出電壓圖九當(dāng)前第20頁(yè)\共有22頁(yè)\編于星期六\12點(diǎn)Buck電路原理分析3、DCM模式仿真驗(yàn)證：在上述BCM分析的基礎(chǔ)上，得出儲(chǔ)能電感的電感量80uH為臨界點(diǎn)，由系統(tǒng)工作在DCM的條件，可以將儲(chǔ)能電感電感量設(shè)置為40uH。重點(diǎn)驗(yàn)證輸入輸出電壓關(guān)系以及輸出平均電流關(guān)系。由圖十的仿真波形可以得出，消磁時(shí)間