作者cebelas (DD_cebelas)
看板Electronics
标题Re: [问题] buck converter 原理
时间Sun Apr 26 21:04:33 2015
※ 引述《carpo5279 (carpo5279)》之铭言:
: http://ppt.cc/I2xF
: 想了解波型为什麽是那样,我在网上找原理的时候,上面都没有详细说明波型。
: 主要是我用以前电容电感的观念去看波型,完全都跟我想的不一样
: 先看开关闭合的时候
: 1.
: 电容充电,电容上电流不是应该越来越小?充饱後开路电流为0这样吧
: 为何是上升曲线,而且不是指数曲线。
: 他在这期间为何会有两个不同方向的电流?
: 2.
: 电感的电压跟电流,我的想法是闭合瞬间会有反电动势,一开始电流为0,
: 随者反电动势越来越小电流开始慢慢上升。
: 可是他这边VL的电压是定值,VL是定值,IL为何会变化?
: 3.
: VO也不懂,因为好像跟电容有关系,那部分就不懂了。
: 无法理解。
首先 这是稳态分析 整个电路分析是based on 稳态的假设:
1.输出电压 Vo 几为定值<Vg 在某些课本上会看到直接把电路输出端等校成一个电池(Vo)
以及loader R可以model成一个定电流源(抽载的概念)
2.稳态 => 波形周期性重复出现
在这样的前提下可以推导出 伏特-秒平衡(电杆) 跟 安培-秒平衡(电容)
数学上就是电杆的电压积分一个周期会为零 电容的电流积分一个周期会为零
利用电杆跟电容的公式就可以导出 自己去导导看呗
3.这是CCM(电杆电流连续导通模式下:也就是电杆电流最低值>0)的分析
然後电路的分析:
1.MOS导通时(DT内的时间) 二极体逆偏截止 电路等效成b图
VL(电杆电压) = Vg - Vo , 由VL = diL/dt => diL = VL * dt
VL为一定值 因此积分後电杆电流向上线性充能
2.MOS截止时((1-D)T内的时间) 由於CCM模式下电杆电流不能瞬间掉到0
且根据冷次定律此时电杆的电压极性反向 飞轮二极体导通 电路等效成c图
VL = -Vo , 电杆电流向下线性释能
3.之後的动作周期性重复:
根据伏秒平衡 : 电杆电压积分 = 0 也就是图d中第一张图中一个周期内
上下面积相同 => (Vg - Vo)* DT = Vo * (1 - D) * T => Vo = D * Vg
4.电容上面的电压我们在前面分析时假设他为定值:
但实际上他会是一个定值加上一小点扰动量 这个我待会用讯号的观点来解释
这个扰动量需要用Q = CV = it来算 因此Q = C * dVc = ic * dt
即电容的电流波形中半个周期的积分面积就是电荷量
又ic = iL - Io = iL - Vo/R(定值) 所以可以把电容电流看成电杆电流往下shift
一个电流准位 之後就可以用上面的公式得到扰动量dVo
这个扰动量的概念可以从讯号分析的观点来看 Buck converter 可以等效为两个部分
前面的Vg , MOS开关 , 二极体(被动开关) => 将直流电压切换成方波
後面即为LC二阶滤波电路 因此从讯号的角度来观察 方波可以用傅立叶拆成很多项
经过LC滤波後 会留下DC项(平均值 = D * Vg) 以及後面很多谐波项的总和(扰动)
所以会有d图中电容电压波型的那个现象
这样的分析有回答到你的那三个问题吗?
基本上刚入门还是去找本电力电子的书来看呗~ (Fundamental of Power Electronics)
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1F:推 carpo5279: 谢谢你喔,我在研揪一下好了。 04/26 23:06
2F:推 pikachu2005: 推 04/26 23:32
3F:推 yuping: 推 04/27 10:16
4F:推 r30385: 推 04/27 15:44
5F:推 yugi2567: coursera上有大湿教电力电子 04/29 02:40
6F:→ yugi2567: ~ (Fundamental of Power Electronics) 04/29 02:41
7F:→ yugi2567: 是这本书的作者 用心找还可以找到很多他建的matlab simu 04/29 02:41
8F:→ yugi2567: link model 做控制很好用 04/29 02:41
9F:→ cebelas: 楼上说的是Ericson大师吗 04/29 09:15
10F:推 yugi2567: 没错! 04/29 12:24
11F:推 yugi2567: 根本像私人家教 我还逼着我们夜市大学的研一看然後交ass 04/29 12:25
12F:→ yugi2567: ignment 04/29 12:25
13F:推 phakeQQQ: 楼上断句位置害我吓一跳 04/29 12:51
14F:推 yugi2567: 交Ass也真恐怖 04/29 13:34