590系列数字直流变换器

直流-直流(DC/DC)变换器

变换释义

DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制

（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压U0小于输入电压Ui，极性相同。 （2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压U0大于输入电压Ui，极性相同。 （3）Buck－Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。

（4）Cuk电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电容传输。

还有Sepic、Zeta电路。 上述为非隔离型电路，隔离型电路有正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路。 编辑本段变换发展

当今软开关技术使得DC/DC发生了质的飞跃，美国VICOR公司设计制造的多种ECI软开关DC/DC变换器，其最大输出功率有300W、600W、800W等，相应的功率密度为(6.2、10、17)W/cm3，效率为（80～90）%。日本NemicLambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块RM系列，其开关频率为（200～300

**学院 **系 2012届 电子信息科学与技术专业 毕业设计

基于SG3525的DC/DC直流变换器的设计

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(******，******)

摘 要 本文调研分析了DC/DC变换器并联均流技术及其发展现状，介绍了集成芯片SG3525定频PWM的特点和主要功能，针对升压隔离推挽正激DC/DC变换器的工作原理及其特点，通过添加电流环为内环并将均流环和电压环并列，设计了一个基于改进式自主均流控制的DC/DC变换器并联系统。电源模块中，控制电路主要由电压霍尔元件，电流霍尔元件，集成运放LM324N，PWM芯片SG3525AN和隔离驱动电路构成，实现了DC/DC直流变换的作用。

关键词 SG3525； 改进式自主均流； 升压隔离型推挽正激； DC/DC变换

1 绪论

随着电能变换技术的发展, 功率MOSFET在开关变换器中开始广泛使用。为此, 美国硅通用半导体公司推出了SG3525, 以用于驱动沟道功率MOSFET。SG3525是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成控制芯片, 它简单可靠及使用方便灵活, 输出驱动为推拉输出形式，增加了驱动能力内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器, 有过流保护功能, 频率可

双输入直流变换器的建模与闭环系统设计

1 引言

化石能源是不可再生能源，正在日益减少而终将枯竭，同时由于它的大量使用所造成的环境污染问题日益严重。为了人类的可持续发展，人们正在致力于寻找新的替代能源。可再生能源具有廉价、可靠、清洁无污染、可永续利用等优点受到广泛的关注，可再生能源发电作为其一种利用形式具有良好的发展前景。目前，应用较多的有光伏发电、风力发电、水力发电、地热发电等，但均存在电力供应不稳定、不连续、随气候条件变化等缺点，因此需要

[1]采用多种能源联合供电系统。

在传统的新能源联合供电系统中，每种能源形式通常需要一个DC-DC变换器，将各种能

[2]源变成直流输出，并联在公共的直流母线上，结构较复杂，且成本较高。为了简化电路结

构，降低系统成本，可以用一个多输入直流变换器(Multiple-Input Converter，MIC)来代替多个单输入直流变换器。MIC是一种将多个输入源联合起来向单个负载供电的变换器。它允许多种能源输入，输入源的性质、幅值和特性可以相同，也可以不同；并且多种输入源既可以同时向负载供电，也可以单独向负载供电，因此MIC存在多种工作模式。近年来，在

[3-10]MIC的电路拓扑和能量管理策略等方面已开展了大量研究工作

双输入直流变换器的建模与闭环系统设计

1 引言

化石能源是不可再生能源，正在日益减少而终将枯竭，同时由于它的大量使用所造成的环境污染问题日益严重。为了人类的可持续发展，人们正在致力于寻找新的替代能源。可再生能源具有廉价、可靠、清洁无污染、可永续利用等优点受到广泛的关注，可再生能源发电作为其一种利用形式具有良好的发展前景。目前，应用较多的有光伏发电、风力发电、水力发电、地热发电等，但均存在电力供应不稳定、不连续、随气候条件变化等缺点，因此需要

[1]采用多种能源联合供电系统。

在传统的新能源联合供电系统中，每种能源形式通常需要一个DC-DC变换器，将各种能

[2]源变成直流输出，并联在公共的直流母线上，结构较复杂，且成本较高。为了简化电路结

构，降低系统成本，可以用一个多输入直流变换器(Multiple-Input Converter，MIC)来代替多个单输入直流变换器。MIC是一种将多个输入源联合起来向单个负载供电的变换器。它允许多种能源输入，输入源的性质、幅值和特性可以相同，也可以不同；并且多种输入源既可以同时向负载供电，也可以单独向负载供电，因此MIC存在多种工作模式。近年来，在

[3-10]MIC的电路拓扑和能量管理策略等方面已开展了大量研究工作

5.2 反激变换器

反激变换器就是在Buck-Boost变换器的开关管与续流二极管之间插入高频开关变压器，从而实现输入与输出电气隔离的一种DC-DC变换器，因此，反激变换器实际上就是带隔离的Buck-Boost变换器。反激变换器能量传输的时机与正激变换器正好相反，它是在开关关断期间向负载传输能量。由于反激变换器的高频变压器除了起变压作用外，还相当于一个储能电感，因此，反激变换器也称之为“电感储能式变换器”或“电感变换器”。

5.2.1 单管反激变换器的组成和工作原理

1. 单管反激变换器的电路组成及工作原理

单管反激变换器的主电路结构如图5.2.1所示，图中Vi为输入电压、VO为输出电压、iO为输出电流、VT为开关管，VD为续流二极管、C为输出滤波电容、RL为负载电阻。L1、L2为高频变压器T的原、副边分别对应的电感，流过原、副边的电流分别为iN1、iN2，变压器变比n=N1/N2，变压器变比的倒数用“γ”表示，即γ= N2/N1（后面的分析会发现：对于反激变换器，其有关表达式中用“γ”表示更好）。

iN1TVDL1ViPWMiN2icIoL2CRLVoVT图5.2.1单端反激变换器的主电路图

单管反激变换器的工作原理：在开关管VT导通期

AC变换器比较研究

维普资讯

第 2 6卷第 2 0期 20 0 6年 1 0月

中

国

电机

工

程

学

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、 1 6 No 2 t 2 0 , . .0 0c. 0 6 o 2@2 0 i .o . rE e . n 0 6 Ch n S cf l cE g o

P o e d n s f h EE r c e i g e CS o t

文章编号：0 5.0 3(0 6 2.0 40 2 88 1 20 ) 00 7 .5

中图分类号：T 6:T 8 文献标识码：A M4 4 N 6

学科分类号：4 0 0 7 4

两种高频交流环节 A/ C变换器比较研究 CA李磊，陈道炼 2( .南京理工大学动力.程学院，江苏省南京市 20 9; 1 Y - 104 2福州大学电力电子研究所，福建省福州市 30 0 ) . 50 2

Co p rs n o m a io f TwoK i d f n s AC n e t r i g o AC/ Co v r e sW t Hi h h F e u n yAC i k rq e c LnL i, CHE Da—in I Le N o l a

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Boost变换器仿真分析 Boost变换器仿真分析小组成员： *** ***

Boost变换器仿真分析 变换器仿真分析Boost变换器简介 Boost变换器原理与分析 Boost变换器的Matlab建模与仿真 Boost变换器的仿真结果分析

Boost变换器简介 变换器简介Boost变换器是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直 流变换器，在直流电压变换领域应用广泛。 Boost变换器中电感L在输入侧，称为升压电感，开关管T仍 为PWM控制方式，和Buck变换器一样，Boost变换器也有电感 电流连续和断流两种工作方式。当电感电流连续时， Boost变换 器存在两种开关状态：(1)T导通，D截止，电感储能；(2) T截止， D导通，电源和电感的储能向电容和负载转移。当电感 电流断流时， Boost变换器还有第三种开关状态： T和D都截止， 电感电流为零，负载有滤波电容供电。

Boost变换器原理与分析 变换器原理与分析

图1 Boost变换器的主电路图

Boost变换器原理与分析 变换器原理与分析1. 工作原理： (1)开关模态1 在t=0时，开关管Q导通，电源电压Vin全部加到升压电感Lf上，电感电流ILf 线性增长。二极管D截止，负载由滤波电容Cf

DC-DC变换器原理 DC/DC Converter Principle

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为直流电源使用呢，对于对电压没有准确要求的微、小型用电设备是可以的，如计算器、玩具等。太阳电池输出电压取

大小与光照强度直接有关，不能直接作为正规电源使用。通过DC-DC变换器可以把太阳电池输出的直流电转换成稳定

是直流——直流变换器，是太阳能光伏发电系统的重要组成部分，下面就其原理作简单介绍。

这样画风景不真实，但是很美

)工作方式，基本原理是通过开关管把直流电斩成方波（脉冲波），通过调节方波的占空比（脉冲宽度与脉冲周期之比）

1左上部是一个斩波基本电路，Ud是输入的直流电压，V是开关管，UR是负载R上的电压，开关管V把输

T，在V导通时输出电压等于Ud，导通时间为ton，在V关断时输出电压等

1下部绿线为连续输出波形，其平均电压如红线所示。改变脉冲宽度即可改变输

UR1）较高；在时间t1 后脉冲变窄，平均电压（UR2）降低。固定方波周期T不变，改变占空比调节输出电

Buck变换器。

图1 DC-DC变换基本原理

2是加有LC滤波的电

湖北工业大学

DC-DC变换器设计论文

院系 班级 指导老师 组别 组员

二〇一六年一月十五日

1

湖北工业大学

前言

直流变换技术已被广泛的应用于开关电源及直流电动机驱动中，如不间断电源（UPS）、无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机动车辆的无级变速及20世纪80年代兴起的电动汽车的控制，从而使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。由于变压器的输入是电网电压经不可控整流而来的直流电压，所以直流斩波不仅能起到调压的作用，同时还能起到有效地抑制网侧谐波电流的作用。

直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电，也称为直流-直流变换器（DC/DC Converter），直流斩波电路（DC Chopper）一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流-交流-直流的情况。

直流斩波电路的种类很多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路,一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，熟用这两种电路可为理解其他斩波电路打下坚实基础。升压直流电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的 DC-

直流稳压电源设计报告 摘要

本作品采用了boost拓扑，利用电感、场效应管和二极管完成了升压的功能，利用Tl494,和IR2110进行反馈控制。并加上前期的整流滤波电路，实现可以用从市电开始转换。本作品基本实现了题目的功能，实现了30V到36V，2A的输出。

一、方案比较论证

1. 主拓扑方案的论证

方案一：采用反激式变换器。反激式变换器适合小功率的输出，输入电压大范围波动时，仍可以有较稳定的输出，并且可以实现带隔离的DC/DC变换，但其中的反激式变压器设计比较复杂，且整体效率较低。

方案二：采用boost变换器，boost是一种斩波升压变换器，该拓扑效率高，电路结构简单，参数设计也比较容易。 方案三：采用SPICE变换器，开关环路的对称性使其可以达到较高效率，电感的适当耦合也可以尽量减小纹波。但该方案成本较高，对电容电感值要求较高，检测和控制电路较为复杂。

为节约成本，并从简单考虑，本作品选用方案二。

2. 控制反馈方案的选择

方案一：系统由Boost模块实现升压任务，各模块所需PWM信号的由单片机提供，单片机AD采集实时输出量，经运算

后通过改变占空比调整模块工作状态。该方案电路最简单，各种控制灵活，缺点有单片机运算量过大，开关信号占空比受