双向DC |
您所在的位置:网站首页 › 直流斩波电路作用 › 双向DC |
《Forth——双向DC电路》 Buck、boost、buck-boost、双向DC电路大纲整理。 分析了电路连续、临界、断续三个开关状态,推导稳态电压增益M与电感平均电流I0关系,并使用matlab作关系图。 建议按顺序理解阅读。 目录电子整理版 双向DC-DC 电路组成介绍 双向DC-DC 电路状态分析及平均电流与占空比的关系 状态一:纯Buck电路 状态二:纯Boost电路 状态三:Buck-Boost混合电路 MATLAB作关系图 手写整理版 电路组成 状态分析与公式推导 比较分析三种状态 电子整理版 双向DC-DC 电路组成介绍双向DC-DC 电路就是在保持输入、输出电压极性不变的情况下,根据实际所需的改变电流的方向,实现双象限运行的双向直流变换器。 通过改变MOS管的开断,可以改变输出电流的方向,合理运用输入输出端口,既可以实现降压功能,也可以实现升压功能。它由两个MOS管和两个二极管组成。其电路结构图如图2.3.1所示。 图2.3.1 双向DC-DC电路基本电路结构 双向DC-DC 电路状态分析及平均电流与占空比的关系假定开关管开断状态始终不同(注:电路设计中使用芯片IR2103构成驱动电路实现此设定),根据实际电路开关管不同开断方式及时间情况,得到纯Buck电路、纯Boost电路、Buck-Boost混合电路三种状态。 设电路的单位工作周期为Ts,开关管Q1开通所持续时间为t1 =DTs,其中D为Q1导通时间所占工作周期的比例,即占空比。开关管Q2开通所持续时间为t2=Ts-t1 =(1-D)*Ts。I1为输入U1侧电流,I2为输出U2侧电流,Io流经iL的平均电流,电流取正方向为从左到右。 下面分别对各状态进行分析: 状态一:纯Buck电路如图2.3.2所示。左侧作为输入端,右侧作为输出端时电路等效于Buck电路。此时Q2始终保持关断状态,通过改变mos管Q1的开断时间,即其占空比D,实现从U1到U2的Buck电路降压功能。为便于分析,状态一只考虑等效Buck电路连续状态下情况,即为纯Buck电路。 图2.3.2 等效buck电路工作 结合之前分析可得纯Buck电路下: 状态二:纯Boost电路如图2.3.3所示。左侧作为输出端,右侧作为输入端时电路等效于Boost电路,此时Q1始终保持关断状态,通过改变mos管Q2的开断时间,即其占空比D,实现从U2到U1的Boost电路升压功能。为便于分析,状态二只考虑等效Boost电路连续状态下情况,即为纯Boost电路。 图2.3.3 等效boost电路工作 结合之前分析可得纯Buck电路下: 即: 纯Boost电路的平均电流=-纯buck电路的平均电流 纯Boost电路的增益=纯Buck电路的增益的倒数 状态三:Buck-Boost混合电路如图2.3.4所示。合并分析Buck电路和Boost电路中的特殊情况,即其工作在断续情况下,即为Buck-Boost混合电路。 图2.3.4 buck-boost混合电路电路工作 MATLAB作关系图运用matlab求解、作图,程序如下: syms M=0:0.0005:0.5;I1=-0.5:0.001:0.5; for D=0:0.1:1 b=1; for a=0:0.0005:0.5 M(b)=D; b=b+1; end plot(I1,M); hold on; end D=0:0.01:1;x=0.5.*D.*(1-D);y=D; plot(x,y) hold on; D=-1:0.01:0;x=-0.5.*(-D).*(1+D);y=-D; plot(x,y) hold on xlabel('I*');ylabel('电压增益M'); legend('D=0','D=0.1','D=0.2','D=0.3','D=0.4','D=0.5','D=0.6','D=0.7','D=0.8','D=0.9','D=1','纯buck状态分界线','纯boost状态分界线');结果如图2.3.5所示。 图2.3.5 占空比不同情况下I*O与M的关系图 手写整理版 电路组成 状态分析与公式推导 比较分析三种状态如有不解/错误/小意见/小讨论/小思考...欢迎提出! |
CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3 |