n Built in Thermal Shutdown Function
n Built in Current Limit Function
n Available in TO263-5L package
Applications
n EPC / Notebook Car Adapter
n Automotive and Industrial Boost /
Buck-Boost / Inverting Converters
n Portable Electronic Equipment
Figure1. Package Type of XL6009
Pin Configurations
Figure2. Pin Configuration of XL6009 (Top View) Table 1 Pin Description
Pin Number Pin Name Description
1 GND Ground Pin.
2 EN Enable Pin. Drive EN pin low to turn off the device, drive it high to turn it on. Floating is default high.
3 SW Power Switch Output Pin (SW).
4 VIN Supply V oltage Input Pin. XL6009 operates from a 5V to 32V DC voltage. Bypass Vin to GND with a suitably large capacitor to eliminate noise on the input.
5 FB Feedback Pin (FB). Through an external resistor divider network, FB senses the output voltage and regulates it. The feedback threshold voltage is 1.25V.
Function Block
Figure3. Function Block Diagram of XL6009 Typical Application Circuit
Figure4. XL6009 Typical Application Circuit (Boost Converter)
to the device. This is a stress rating only and functional operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the operation is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect reliability.
XL6009 Electrical Characteristics
T a = 25℃;unless otherwise specified.
Symbol Parameter Test Condition Min. Typ. Max. Unit System parameters test circuit figure4
VFB Feedback
V oltage
Vin = 12V to 16V, V out=18V
Iload=0.1A to 2A
1.213 1.25 1.287 V
Efficiency ?Vin=12V ,V out=18.5V
Iout=2A
- 92 - %
Electrical Characteristics (DC Parameters)
Vin = 12V, GND=0V, Vin & GND parallel connect a 220uf/50V capacitor; Iout=0.5A, T a = 25℃; the others floating unless otherwise specified.
Parameters Symbol Test Condition Min. Typ. Max. Unit Input operation voltage Vin 5 32 V Shutdown Supply Current I STBY V EN=0V 70 100 uA
Quiescent Supply Current I q V EN =2V,
V FB =Vin
2.5 5 mA
Oscillator Frequency Fosc 320 400 480 Khz Switch Current Limit I L V FB =0 4 A
Output Power NMOS Rdson Vin=12V,
I SW=4A
110 120 mohm
EN Pin Threshold V EN High (Regulator ON)
Low (Regulator OFF)
1.4
0.8
V
I H V EN =2V (ON) 3 10 uA EN Pin Input Leakage
Current I
L
V EN =0V (OFF) 3 10 uA Max. Duty Cycle D MAX V FB=0V 90 %
Figure5. XL6009 Typical System Application (Boost Converter)
Typical System Application for Portable Notebook Car Adapter
– SEPIC Buck-Boost Topology (Input 10V~30V, Output 12V/2A)
Figure6. XL6009 Typical System Application (SEPIC Buck-Boost Converter) Typical System Application for Inverting Converter
– SEPIC Inverting Topology (Input 10V~30V, Output + -12V/1A)
Figure7. XL6009 Typical System Application (SEPIC Inverting Converter)
Package Information
TO263-5L
Dimensions In Millimeters Dimensions In Inches Symbol
Min Max Min Max
A 4.440 4.650 0.175 0.183
B 0.710 0.970 0.028 0.038
C 0.360 0.640 0.014 0.025
C2 1.255 1.285 0.049 0.051
D 8.390 8.890 0.330 0.350
E 9.960 10.360 0.392 0.408
e 1.550 1.850 0.061 0.073
F 6.360 7.360 0.250 0.290
L 13.950 14.750 0.549 0.581 L2 1.120 1.420 0.044 0.056
华侨大学厦门工学院毕业设计(论文)开题报告 系：电气系专业班级：11级电气1班姓名 曾俊杰 学号 1102101042 指导 教师 王国玲 职称 学历 副教授 课题名称 单管反激式直流变换器研究 毕业设计（论文）类型（划√） 工程设计 应用研究 开发研究 基础研究 其他
√ 本课题的研究目的和意义： 目的：高效反激式开关电源以其电路抗干扰、高效、稳定性好、成本低廉等许多优点，特别适合小功率的电源以及各种电源适配器，具有较高的实用性。随着电力电子技术的发展，工作在高频的开关电源己经广泛应用于电气和电子设备的各个领域。开关电源设计的目的是通过能量处理将输入能量变化为所需要的能量输出，通常的形式是产生一个符合要求的输出电压，这个输出电压的值不能受输入电压或者负载电流的影响。 意义：在开关电源设计初期，采用的都是分立元件，集成度很低，大部分电路只能在PCB 版上实现，极大的限制了小型化实现的可能。而且大量器件暴露在外，也影响了系统的稳定性。近年来，为了实现更高的效率和更小的体积，开关电源的工作频率有了很大的提高。高工作频率能够减小外围电感和电容的大小，从而减少系统的体积。 文献综述（国内外研究情况及其发展）： 随着电力电子技术的发展，开关电源的应用越来越广泛。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关稳压电源有多种类型，其中单端反激式开关电源由于具有线路简单，所需要的元器件少，能够提供多路隔离输出等优点。开关电源是通过开关管关断和导通实现电压和电流变换的装置，亦称无工频变压器的电源，利用体积很小的高频变压器来实现电压变化及电网隔离。开关电源具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点，代表着当今稳压电源的发展方向，已成为稳压电源的主导产品。 随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。反激变压器的设计是一个难点，其往往导致电源设计周期延长。随着PI公司生产的以TOPSwitch为代表的新一代单片开关电源的问世，以上诸多问题都得到了很好的解决。应用TOPSwitch-HX 设计开关电源，不仅器件更少，结构更简单，发热量更少，工作更可靠，采用该系列芯片已成为一种高效的反激式开关电源设计方案。1977年国外首先研制成脉宽调制(PWM)控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General公司、Unitrode公司等相继推出一系列PWM芯片。近些年来，国外研制出开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。1994年，美国电源集成公司(Power Integrations)在世界上率先研制成功三端隔离式PWM型单片开关电源，其属于AC/DC电源变换器。之后相继推出TOPSwitch、TOPSwitch-II、TOPSwitch-Fx、TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列产品。意-法半导体公司最近也开发出VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用。 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式： 1.复习、自学模拟电子技术、电力电子技术、自动控制理论、电路的仿真等方面有关书籍，理解掌握电路仿真软件的使用，如Pspice、Saber等。 2.重点学习Buck-Boost型功率变换器与反激式功率变换器的基本原理、功率电路与控制电路的设计方法与实现，控制电路的稳定性设计等。
学号 天津城建大学 控制系统仿真 大作业 直流升压变换器的MATLAB仿真 学生姓名 班级 成绩 控制与机械工程学院 2014年 6 月 20 日
目录 一、绪论 (1) 二、仿真电路原理图及原理 (1) 三、所使用的Matlab工具箱与模块库 (2) 四、模块参数设定 (2) 五、模块封装与仿真框图搭建 (2) 六、仿真结果 (6) 七、结论 (6) 八、参考文献 (7)
一、绪论 在电力电子技术中，将直流电的一种电压值通过电力电子变换装置变换为另一种固定或可调电压值的变换，成为直流-直流变换。直流变换的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正，以及用于其它领域的交直流电源。 根据电力电子技术原理，升压式（Boost ）斩波器的输出电压0u 高于输入电源电压s u ，控制开关与负载并联连接，与负载并联的滤波电容必须足够大，以保证输出电压恒定，储能电感也要很大，以保证向负载提供足够的能量。 若升压式斩波器的开关导通时间on t ，关断时间off t ，开关工作周期off on t t T +=。定义占空比或导通比/T t D on =，定义升压比S o /U U =α 。根据电力电子技术的原理，理论上电感储能与释放能量相等，有s s off o u 1u t T β==U ，升压比的倒数T t 1 off ==αβ。还有，1D =+β。由此可见，当s u 一定时，改变β就可以调节0u 。当const T =时，调β就是调off t ，或调on t 也是调β，也就改变了0u ，这就是升压式斩波器的升压工作原理。 二、仿真电路原理图及原理 原理图如图1所示：假设L 值、C 值很大，V 通时，E 向L 充电，充电电流恒为1 I ，同时C 的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压0u 为恒值，记为0u 。设V 通的时间为on t ，此阶段L 上积蓄的能量为on 1t EI 。 图1 V 断时，E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。设V 断的时间为off t ，则此期间电感L 释放能量为()off 10t I E -u ，稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量能量相等。化简得 ()off 10on 1t I E -u t EI =，E t T E t t t off off off on o =+=U ，1T/t off ≥，输出电压高于电源电 压，故称为升压斩波电路。也称为boost chooper 变换器。
开题报告 一背景 直流变换器是一种将模拟量转变为数字量的半导体元件。按功能可分为:升压变换器、降压变换器和升降压变换器。在燃料电池汽车中主要采用升压变换器。变换器首先通过电力电子器件将直流电源转变成交流电(AC),一般称作逆变,然后通过变压器(升压比为1∶n)升压,最后通过整流、滤波电路产生变压后的直流电,以供负载使用. 直流转换器与一般的变换器相比，具有抗干扰能力强、可靠性高、输出功率大、品种齐全等特点，用途广泛，输入输出完全隔离，输出多路不限，极性任选。宽范围输入变换器是专为满足输入电压变化范围较大场合需要而开发的一种直流稳压电源,其输入直流电压可以在DC100V-375V宽范围内变动而保证输出电压的稳定性.此外,这种电源体积小,重量轻、保护功能完善,具有良好的电磁兼容性。本身具有过流、过热、短路保护。多档输出的变换器,它不仅提供电源而且有振铃和报警功能。该变换器分为军用、工业及商业三个品级，在诸如通信机房、舰船等蓄电池供电的场合极为适用。直流—直流变换器(DC/DC Converter)早在10年前就做成了元器件式样,在系统中损坏 时可以卸下更换。目前,它正从低技术、元器件型转向高技术、插件(Building black)型发展。系统设计师在开始方案设计阶段就要考虑系统究竟需要什么样的电源输入、输出?DC/DC变换器作为子系统的一个部件,应该更仔细地规定它的指标以及要付出多少费用。有趣的是,全球声称可供给军用DC/DC变换器的厂家超过300家,但却没有两
种产品是相同的,这给系统设计师选用该产品时造成困难。设计师们考虑的最重要的事是:对产品的性能价格比进行综合平衡,决定取舍。需求和市场决定制造厂的发展战略目前,对制造厂家而言,面临着要求降低噪声、减小尺寸以及提高功率和效率的挑战和市场竞争。现扼要介绍几家公司的做法。当今,在任何一个计算机系统中,各种电源都是以插件形式出现的。供应厂商均按用户的要求作相应改动以适应需求。DC/DC直流变换器的军品市场占很大比重,但增长缓慢。分析家们预测:到1996年,DC/DC变换器最大市场将是计算机和通信领域。 美国InterPoint公司的研究开发战略是:针对军用及宇航系统应用,提供一种更便宜、功率更大、性能更好的产品,它们比现有DC/DC 变换器有全面改进。预计今后几年的实际问题仍是产品价格。采用模块化方法可以降低成本,同时提高DC/DC变换器输出功率。一些应用系统要求功率高达2KW,如果采用200W的产品去构建系统,至少要10～12个产品,既麻烦也影响系统可靠性。该公司认为必须研制出功率比200W大2～3倍的大功率电源,而且单件成本控制在1.3～1.7倍才合适。 模块化方法,可以通过消除非重复工程成本(NRE)使系统成本降低。这种模块化的器件也是分布式供电系统的基本构件。鉴于分布式供电比集中供电系统有更多优点,而绝大多数应用系统要求在母线级上直流电压要分别供给不同逻辑电路各种电压,例如+5V、+12V、+3.3V 等等。一些厂家利用板级(on-Card)DC/DC变换器来实现,另一些供应商则把几种输出合在一起,把电源放在靠近需要供电的电路板上。
高频开关电源中隔离降压式DC/DC变换器的制作方法 电力电子技术中，高频开关电源的设计主要分为两部分，一是电路部分的设计，二是磁路部分的设计。相对电路部分的设计而言，磁路部分的设计要复杂得多。磁路部分的设计，不但要求设计者拥有全面的理论知识，而且要有丰富的实践经验。在磁路部分设计完毕后，还必须放到实际电路中验证其性能。由此可见，在高频开关电源的设计中，真正难以把握的是磁路部分的设计。高频开关电源的磁性元件主要包括变压器、电感器。为此，本文将对高频开关电源变压器的设计，特别是正激变换器中变压器的设计，给出详细的分析，并设计出一个用于输入48V(36～72V)，输出2.2V、20A的正激变换器的高频开关电源变压器。 2正激变换器中变压器的制作方法 正激变换器是最简单的隔离降压式DC/DC变换器，其输出端的LC滤波器非常适合输出大电流，可以有效抑制输出电压纹波。所以，在所有的隔离DC/DC变换器中，正激变换器成为低电压大电流功率变换器的首选拓扑结构。但是，正激变换器必须进行磁复位，以确保励磁磁通在每一个开关周期开始时处于初始值。正激变换器的复位方式很多，包括第三绕组复位、RCD复位[1,2]、有源箝位复位[3]、LCD无损复位[4,5]以及谐振复位[6]等，其中最常见的磁复位方式是第三绕组复位。本文设计的高频开关电源变压器采用第三绕组复位，拓扑结构如图1所示。 开关电源变压器是高频开关电源的核心元件，其作用有三：磁能转换、电压变换和绝缘隔离。在开关管的作用下，将直流电转变成方波施加于开关电源变压器上，经开关电源变压器的电磁转换，输出所需要的电压，将输入功率传递到负载。开关变压器的性能好坏，不仅影响变压器本身的发热和效率，而且还会影响到高频开关电源的技术性能和可靠性。所以在设计和制作时，对磁芯材料的选择，磁芯与线圈的结构，绕 图1 第三绕组复位正激变换器 正激变换器中变压器的制作 制工艺等都要有周密考虑。开关电源变压器工作于高频状态，分布参数的影响不能忽略，这些分布参数有漏感、分布电容和电流在导线中流动的趋肤效应。一般根据高频开关电源电路设计的要求提出漏感和分布电容限定值，在变压器的线圈结构设计中实现，而趋肤效应影响则作为选择导线规格的条件之一。 2.1变压器设计的基本原则 在给定的设计条件下磁感应强度B和电流密度J是进行变压器设计时必须计算的参数。当电路主拓扑结构、工作频率、磁芯尺寸给出后，变压器的功率P与B和J的乘积成正比，即P∝B·J。 当变压器尺寸一定时，B和J选得高一些，则某一给定的磁芯可以输出更大的功率；反之，为了得到某一给定的输出功率，B和J选得高一些，变压器的尺寸就可以小一些，因而可减小体积，减轻重量。但是，B和J的提高受到电性能各项技术要求的制约。例如，若B过大，激磁电流过大，造成波形畸变严重，会影响电路安全工作并导致输出纹波增加。若J很大，铜损增大，温升将会超过规定值。因此，在确定磁感应强度和电流密度时，应把对电性能要求和经济设计结合起来考虑。 2.2各绕组匝数的计算方法 正激变换器中的变压器的磁芯是单向激磁，要求磁芯有大的脉冲磁感应增量。变压器初级工作时，次级也同时工作。 1)计算次级绕组峰值电流IP2 变压器次级绕组的峰值电流IP2等于高频开关电源的直流输出电流Io，即
n Built in Thermal Shutdown Function n Built in Current Limit Function n Available in TO263-5L package Applications n EPC / Notebook Car Adapter n Automotive and Industrial Boost / Buck-Boost / Inverting Converters n Portable Electronic Equipment Figure1. Package Type of XL6009
Pin Configurations Figure2. Pin Configuration of XL6009 (Top View) Table 1 Pin Description Pin Number Pin Name Description 1 GND Ground Pin. 2 EN Enable Pin. Drive EN pin low to turn off the device, drive it high to turn it on. Floating is default high. 3 SW Power Switch Output Pin (SW). 4 VIN Supply V oltage Input Pin. XL6009 operates from a 5V to 32V DC voltage. Bypass Vin to GND with a suitably large capacitor to eliminate noise on the input. 5 FB Feedback Pin (FB). Through an external resistor divider network, FB senses the output voltage and regulates it. The feedback threshold voltage is 1.25V.
高频开关电源中隔离降压式DC/DC变换器的制作方 法 方法。按照设计方法，设计出一台高频开关电源变压器，用于输入为48V(36～72V)，输出为2.2V、20A的正激变换器。设计出的变压器在实际电路中表现出良好的电气特性。关键词：高频开关电源；正激变换器；开关电源变压器 1引言 电力电子技术中，高频开关电源的设计主要分为两部分，一是电路部分的设计，二是磁路部分的设计。相对电路部分的设计而言，磁路部分的设计要复杂得多。磁路部分的设计，不但要求设计者拥有全面的理论知识，而且要有丰富的实践经验。在磁路部分设计完毕后，还必须放到实际电路中验证其性能。由此可见，在高频开关电源的设计中，真正难以把握的是磁路部分的设计。高频开关电源的磁性元件主要包括变压器、电感器。为此，本文将对高频开关电源变压器的设计，特别是正激变换器中变压器的设计，给出详细的分析，并设计出一个用于输入48V(36～72V)，输出2.2V、20A的正激变换器的高频开关电源变压器。 2正激变换器中变压器的制作方法 正激变换器是最简单的隔离降压式DC/DC变换器，其输出端的LC滤波器非常适合输出大电流，可以有效抑制输出电压纹波。所以，在所有的隔离DC/DC变换器中，正激变换器成为低电压大电流功率变换器的首选拓扑结构。但是，正激变换器必须进行磁复位，以确保励磁磁通在每一个开关周期开始时处于初始值。正激变换器的复位方式很多，包括第三绕组复位、RCD复位[1,2]、有源箝位复位[3]、LCD无损复位[4,5]以及谐振复位[6]等，其中最常见的磁复位方式是第三绕组复位。本文设计的高频开关电源变压器采用第三绕组复位，拓扑结构如图1所示。 开关电源变压器是高频开关电源的核心元件，其作用有三：磁能转换、电压变换和绝缘隔离。在开关管的作用下，将直流电转变成方波施加于开关电源变压器上，经开关电源变压器的电磁转换，输出所需要的电压，将输入功率传递到负载。开关变压器的性能好坏，不仅影响变压器本身的发热和效率，而且还会影响到高频开关电源的技术性能和可靠性。所以在设计和制作时，对磁芯材料的选择，磁芯与线圈的结构，绕
高频直流变换器的仿真研究 祝晓辉 !空军工程大学"陕西西安$D ##"V #Q +(90/)&5]&2&/*,4’.F +@46*&L 9&.,1\ A !\AA ’.>&*)&*1@.J <’(&A < "-+*8’*,&[.@+.&&*+.@=.+>&*2+)1 #U +$/.$D ##"V #A 4+./%!!摘要$ 基于3/)0/7%Q +(90+.;软件平台"建立了一种X 9,;型并联交错正激式直流变换器的Q +(9M 0+.;模型&模型反映了系统的各种不同工作模式"仿真结果与理论分析基本吻合"为其应用于单向电压源高频环节静止变流器提供了快捷’简便的控制电路优化设计和关键电路参数整定的途径与方法& 关键词&高频直流变换器’并联输出’参数整定’3/)0/7!Q +(90+.; 中图分类号&?3!G D 文献标识码&-文章编号&D ##D H H I $"H ##I %#C ##D $#" 收稿日期&H ##I #!D G #3456’25&X /2&5’.3/)0/7!Q +(90+.;2’6)K /*&<0/)6’*(#/2+(90+.;(’5&0’6X 9,;+.)&*0&/>+.@6’*K /*5\A !\A,’.>&*)&*+25&>&0’<&5E -,4/*/,M )&*+2)+,’6)4+2(’5&0+2)4&@&.&*/0*&60&,)+’.’6/00;+.52’65+66&*&.)K ’*;+.@(’5&2’6)4&212)&(K 4+,4<*’>+5&2/6/2)/.5,’.>&.+&.)(&)4’56’*)4&5&2+@.’6,’.)*’0,+*,9+)/.5)4&;&1’0)/@&2’9*,&4+@46*&L 9&.,10 +.;2)/)+,,’.>&*)&*E 7*89(6:4&4+@46*&L 9&.,10+.;\A !\A,’.M >&*)&*’
第四章直流—直流（DC-DC）变换 将大小固定的直流电压变换成大小可调的直流电压的变换称为DC-DC变换，或称直流斩波。直流斩波技术可以用来降压、升压和变阻，已被广泛应用于直流电动机调速、蓄电池充电、开关电源等方面，特别是在电力牵引上，如地铁、城市轻轨、电气机车、无轨电车、电瓶车、电铲车等。这类电动车辆一般均采用恒定直流电源（如蓄电池、不控整流电源）供电，以往采用变阻器来实现电动车的起动、调速和制动，耗电多、效率低、有级调速、运行平稳性差等。采用直流斩波器后，可方便地实现了无级调速、平稳运行，更重要的是比变阻器方式节电（20～30）%，节能效果巨大。此外在AC-DC变换中，还可采用不控整流加直流斩波调压方式替代晶闸管相控整流，以提高变流装置的输入功率因数，减少网侧电流谐波和提高系统动态响应速度。 DC-DC变换器主要有以下几种形式：（1）Buck（降压型）变换器；（2）Boost（升压型）变换器；（3）Boost-Buck（升-降压型）变换器；（4）Cúk变换器；（5）桥式可逆斩波器等。其中Buck和Boost为基本类型变换器，Boost-Buck和Cúk为组合变换器，而桥式可逆斩波器则是Buck变换器的拓展。此外还有复合斩波和多相、多重斩波电路，它们更是基本DC-DC 变换器的组合。 4.1 DC-DC变换的基本控制方式 DC-DC变换是采用一个或多个开关（功率开关器件）将一种直流电压变换为另一种直流电压。当输入直流电压大小恒定时，则可控制开关的通断时间来改变输出直流电压的大小， 这种开关型DC-DC变换器原理及工作波形如图4-1所示。如果开关K导通时间为，关 断时间为，则在输入电压E恒定条件下，控制开关的通、断时间、的相对长短，便可控制输出平均电压U0的大小，实现了无损耗直流调压。从工作波形来看，相当于是一个将恒定直流进行“斩切”输出的过程，故称斩波器。 斩波器有两种基本控制方式：时间比控制和瞬时值控制。 图4-1 DC-DC变换器原理电路及工作波形 (a)原理电路；(b)工作波形 4.1.1 时间比控制 这是DC-DC变换中采用最多的控制方式，它是通过改变斩波器的通、断时间而连续控
《高频电力电子电路》大作业题目:采用正激电路设计一个高频隔离直流变换器
题目：高频直流变换电路的设计 采用正激电路设计一个高频隔离直流变换器。 一．设计要求： 1．320~420V DC 输入，48VDC(20A)输出，fs=100kHz . 2．计算电路参数，依据参数选择主电路器件（半导体，磁性元件，电容），并绘出完整的主电路图。 3. 选择TI 公司相应PWM IC ：UC3845[1]，或SG3525[2]，或UC3875[3]，或UC3879[4]，或NCP1562[5]。设计相应控制电路。 二．设计步骤 本题要求320~420V 的直流输入，所以运用正激电路是不行的，单管的正激电路适用于低压输入。所以我们选择了双管正激电路来完成。 我们可以假设输入电压是400V ,电压波动值在320~420V 之间，输出电压为48V ，输出电流为20A ，输出功率是960W. 我们选择匝数比为0.45，则N2/N1=25:108. 2.1计算变压器的参数： (1)确定最大磁感应强度 考虑高温时饱和磁感应强度B S 会下降，同时为降低高频工作时磁芯损耗，工作最大磁感应一般为2000-2500G S 。 (2)根据输出功率选择磁芯 面积乘积的粗略预算公式： 434 )(cm f B K Po AeAw AP ???== 注：Ae ----磁芯有效截面积； Aw ----线圈窗口面积； Po ----输出功率(W)； B ?----磁通密度变化量(T)； f ----变压器工作频率（HZ ）；
k ----正激变化器中值为0.014； (3)计算副边匝数 周期5101 -== f T S ,最大占空比为0.45， t on =4.5×10-6S 计算输出电压加上满载时二极管和次级IR 压降： V U 4.484.0480=+= 由电磁感应定律可得： ?Φ=2' 0N T U 3.1510948.015.0105.4 4.48104.484 6 6' 02=????=??B ?=?Φ=---e A T U N (4)计算原边匝数 变压器输入输出电压关系式为： 1 2 0N N DU U i ? = 所以 12 N N ≥ min max ' 0Ui D U = 320 45.04 .48?≈0.336 由变压器的性质得： 2 1 N N n = 则 514.53.15144 4 .4821≈=?= ?=N n N 如果取5匝，将大大增加了伏/匝、磁感应变化量和磁芯损耗。如果取6匝， 减少了磁芯损耗，但是增加了线圈损耗。因为以上结果接近5匝，选取5匝。此时由N D U U IN ? =0,'D =0.4。 (5)副边电流有效值为：A =?=?=65.124.02002D I I
基于MATLAB的升压-降压式变换器的仿真 自动0703 祁婕 一、摘要（150-250字） 直流斩波电路(DC Chopper)的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流—直流变换器( DC/DC Converter)。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。应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立了电路的仿真模型，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck电路进行了较详细的仿真分析。 本文先分析了降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路的工作原理，又用Matlab 对升压-降压变换器进行了仿真建模，最后对仿真结果进行了分析总结。 二、设计目的和意义 通过本次设计，希望达到以下目的： 1、理解直流斩波电路中：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路的工作原理，熟悉其原理图及工作时的波形图，掌握着两种电路的输入输出关系、电路解析方法、工作特点，并在理解的基础上会对直流斩波电路进行分析计算，加深对直流斩波电路的掌握及应用。 2、掌握应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立电路的仿真模型的方法，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck电路进行详细的仿真分析，以提高设计建模的能力及加强对Matlab/Simulink软件的熟练程度。 3、认真分析总结仿真结果，将仿真波形与常规分析方法得到的结果进行比较，总结结论，体会Matlab软件在电力电子技术学习和研究中的应用价值。 三、设计原理 1、降压斩波电路（Buck Chopper)工作原理 （1）t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数曲线上升。 （2）t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。 （3）t=t2时刻，再次驱动V导通，重复上述过程。
隔離型直流電源轉換器 ●三種本DC-DC 轉換器之架構：buck ，boos ，buck-boost 適用於： ? 無隔離情況 ? 輸出、輸入電壓倍數相差不大之情況 ●上述情況若無法滿足時，需使用隔離型轉換器 ●常見隔離刑轉換器有： ? 馳返式（flyback ） ? 順向氏（forward ） ? 推挽式（push-pull ） ? 半波橋式（half bridge ） ? 全波橋式（full bridge ） 馳返式（flyback ） ●flyback topology shown as ： ●It is widely used for output powers from about 150 down to under 5W ●It has no secondary output inductors, such that the cost and volume of the output inductors is a significant advantage. ●Two operation modes are used ；CCM and DCM mode CCM ：The current of the primary is always larger than zero. DCM ：The current of the primary will be reduced to zero ●The major topic is to design the transformer 、select a transistor 、diode and capacitor to satisfy the spec. ● The operation of DCM mode ：shows as follows Step 1：The turns ratio of primary and secondary s p N N When Q is on, the dropped voltage across the primary is 1-=I L V V . From the
本科毕业设计 学院 专业 年级 姓名 设计题目基于Matlab的直流升压变换电路分析指导教师职称
2014年4月30日 目录 摘要 (1) Abstract (1) 1概述 (2) 1.1直流升压变换电路研究内容 (3) 1.2 直流升压变换电路研究意义 (3) 1.3 应用Matlab之Simulink仿真方法及优点 (4) 2 MATLAB/SIMULINK基础知识 (4) 2.1 MATLAB介绍 (5) 2.2 SI MULINK仿真基础 (7) 3直流升压变换电路的工作原理及理想波形图分析 (8) 3.1电路基本工作原理 (8) 3.2 理想电路波形图分析 (9) 4详细步骤设计 (9) 4.1模块的建立及参数设置 (10) 4.2 Simulink仿真参数设置及仿真波形图分析 (11) 5结论 (12) 参考文献 (13)
基于Matlab的直流升压变换电路分析 学生姓名：学号： 单位：专业： 指导老师：职称： 摘要：直流斩波电路的功能是将直流电变为另一可调或固定的电压的直流电，也可称为直流—直流变换器。直流斩波电路的种类很多，本文主要介绍最基本的电路之一即升压斩波电路。应用有关Matlab软件的仿真工具Simulink建模仿真，在此基础上设置仿真参数得到仿真波形图，从而与升压斩波电路理想波形进行对比得出结论。 关键词：直流升压式变换器；Matlab；斩波电路；仿真 Analysis of DC boost converter circuit based on Matlab Abstract:DC chopper circuit is the function of the DC to DC another adjustable or fixed voltage, also known as DC DC converter. Many kinds of DC chopper circuit, this paper mainly introduces the circuit is one of the most basic is the boost chopper.The simulation tool Simulink modeling and simulation application of the Matlab software, parameters setting simulation based on simulation waveform, and thereby boost chopper circuit ideal waveform comparison conclusion. Keywords:DC boost chopper converter circuit; simulation; Matlab. 1概述 1.1基于MATLAB的直流升压变换电路研究内容 本课题主要研究的是利用MATLAB/SIMULINK建立电力电子电路仿真模型并进行仿真。现将仿真的主要内容加以介绍： 单相整流电路主要研究其半波可控整流电路，分别建立其Simulink仿真模型，对其仿真波形进行对比分析，并对理论结果进行对比。 直流斩波电路用于调整直流电的电压，它有多种类型，这里主要对升压变流器进行建模仿真，根据其升压要求设计，确定仿真参数，并进行仿真及分析。1.2直流升压变换电路研究意义
目前，应用光伏并网系统为小功率光伏建筑屋顶系统（BIPV），一般来说多集中在单台额定功率为10KWp以下的并网逆变器。通过大规模的逆变器并联使用可以组成兆瓦级的光伏电站。本章以单相高频隔离作为主电路的研究对象，详细分析了系统前级DC-DC部分以及后级DC-AC逆变部分的主要关键参数设计，系统的研究了二级功率变换整体控制方案中每种方案实现的优缺点。对系统逆变部分的电流环设计采用的是滑模控制策略，给出了在滑模控制下的电流环仿真和实验结果，仿真结果表明滑模控制的可行性以及其优越性。 5.1 主电路拓扑的选择 在前言绪论部分就单相光伏并网逆变器的电路拓扑已经从总体上做了分类研究，单相高频并网系统中BOOST电路加全桥逆变是流行的选择，其主电路拓扑简单可靠，前级DC-DC部分控制简单。但是这种拓扑不具有电气上的隔离。当然也可以在逆变后级部分再加一级工频变压器隔离，但是系统的效率会下降且体积和重量增大。基于电气隔离的这种考虑，因此本文所研究的系统拓扑选择就集中在前级DC-DC拓扑上的选择。作为单相高频光伏并网前级变换的DC-DC部分，选择何种拓扑我们主要考虑的DC-DC电路的如下因素[84-85]： 1）具有电气隔离性能； 2）高的转换效率和宽的输入电压范围； 3）费用较低； 4）较小的阵列电压、电流纹波； 满足上述条件的DC-DC主电路拓扑在目前实用的产品化阶段分别为推挽电路、半桥电路、全桥电路，推挽电路拓扑如图5-1所示： a）电压型推挽DC-DC b）电流型推挽DC-DC 图5-1 推挽隔离DC-DC变换器 Fig.5-1 Push-pull isolated DC-DC converter 推挽电路的问题主要有二点[86-87]：其一是需要附加额外的去磁复位电路；其二是功率器件关断时承受二倍输入电压的电压。在考虑到变压器漏感、电路分布
直流电压升压降压变换原理 DC-DC电路原理： DC-DC是英语直流变直流的缩写，所以DC-DC电路是某直流电源转变为不同电压值的电路。DC-DC是开关电源技术的一个分支，开关电源技术包括AC-DC、DC-DC两ff个分支。DC-DC电路按功能分为： 升压变换器：将低电压变换为高电压的电路。 降压变换器：将高电压变换为低电压的电路。 反向器：将电压极性改变的电路，有正电源变负电源，负电源变正电源两类。 三个主要分支，当然应用时在同一电路中会有升压反向、降压升压等功能同时存在。 DC-DC变换器的基本电路有升压变换器、降压变换器、升降压变换器三种。 降压变换器原理图如图1所示，当开关闭合时，加在电感两端的电压为(Vi-Vo)，此时电感由电压(Vi-Vo)励磁，电感增加的磁通为：(Vi-Vo)*Ton。 当开关断开时，由于输出电流的连续，二极管VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：(Vo)*Toff。 当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，(Vi-Vo)*Ton=(Vo)*Toff，由于占空比D<1，所以Vi>Vo，实现降压功能。 图1 降压变换器原理图 升压变换器原理图如图2所示，当开关闭合时，输入电压加在电感上，此时电感由电压(Vi)励磁，电感增加的磁通为：(Vi)*Ton。 当开关断开时，由于输出电流的连续，二极管VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：(Vo- Vi)*Toff。 当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，(Vi)*Ton=(Vo- Vi)*Toff，由于占空比D<1，所以Vi 。
图2 升压变换器原理图 升降压变换器、入出极性相反原理如图3, 当开关闭合时，此时电感由电压(Vi)励磁，电感增加的磁通为：(Vi)*Ton;当开关断开时，电感削磁，电感减少的磁通为：(Vo)*Toff。当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，增加的磁通等于减少的磁通， (Vi)*Ton=(Vo)*Toff，根据Ton比Toff值不同，可能Vi< Vo，也可能Vi>Vo。 图3 升降压变换器原理图