以下文章來源于電力電子技術(shù)應(yīng)用 ,作者elyjah
Buck 電路設(shè)計(jì)應(yīng)用
1.Buck 電路參數(shù)設(shè)計(jì)
Buck 變換器是一種輸出電壓低于輸入電壓的非隔離型直流變換器,其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下所示。Buck 電路輸入與輸出電壓的關(guān)系式為Vout=DVin ,D為占空比。
圖1
Buck 電路的參數(shù)受輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、開關(guān)頻率等的影響。增加開關(guān)頻率、加大濾波電感和濾波電容可以減小輸出電壓紋波;同時(shí)增加開關(guān)頻率、加大濾波電感可以減小濾波電感電流紋波。
2.Buck 電路的數(shù)學(xué)模型
Buck 電路的交流小信號(hào)電路模型如圖2所示,具體推導(dǎo)過程在此不再詳細(xì)說明,有興趣的小伙伴歡迎咨詢探討。
圖2
開關(guān)電源的控制回路框圖如圖3所示,其中Gc1(s)、Gc2(s)分別為電壓環(huán)和電流環(huán)調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù),Gm(s)是載波的傳遞函數(shù),Gvd(s)為開關(guān)管的輸入到輸出電壓的傳遞函數(shù),Gid(s)為開關(guān)管輸入到輸出電流的傳遞函數(shù)。傳遞函數(shù)的具體計(jì)算過程在此不再詳細(xì)說明,有興趣的小伙伴歡迎咨詢探討。
圖3
3.Buck 電路仿真應(yīng)用
對(duì)于小功率場(chǎng)合,Buck 變換器一般可用于手機(jī)充電器,電腦適配器等;對(duì)于中大功率場(chǎng)合,Buck 變換器可用于超級(jí)電容充電儲(chǔ)能電池充電等。需要說明的是,Buck 電路只適用于單向充電多應(yīng)用于用電側(cè)。
上面利用 Matlab 搭建了車載超級(jí)電容的充電模型,充電裝置采用 Buck 模塊并聯(lián)結(jié)構(gòu),其基本工作流程如下:
(1)恒流充電階段,此階段電容電壓低,以恒定大電流的方式進(jìn)行充電,可以實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容的快充;
(2)恒壓限流充電階段,由于充電裝置功率的限制,當(dāng)電壓上升到一定階段時(shí),要逐漸降低充電電流的大小,不僅可以避免充電裝置超負(fù)荷運(yùn)行,也可以對(duì)超級(jí)電容起到保護(hù)作用;
(3)恒壓涓流充電階段,此時(shí)電容電壓已達(dá)到充電目標(biāo)值,超級(jí)電容開始進(jìn)入浮充階段。
本文對(duì) Buck 電路的設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述,詳細(xì)設(shè)計(jì)過程不在此進(jìn)行過多說明。
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原文標(biāo)題:Buck電路設(shè)計(jì)應(yīng)用
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