新能源汽车功率电子基础 第2版第5章 直流转换技术.ppt

5.5隔离DC/DC电路－单端正激式电路应用案例（1.1）图5.38 单端正激式变换器控制系统仿真模型【例5-11】如图5.38所示的单端正激式DC/DC变换器控制系统仿真模型,Ebh=400V,Rbh=0.4Ω;Ebl=13.8V,Rbh=0.02Ω;L=50μH,C=20μF.开关通态电阻20mΩ,二极管内阻为50mΩ,阈值电压为0.7V;Rf=10Ω,Cf=10μF.变压器匝比为4:1,励磁电感为100μH,绕组内阻和漏感分别为1mΩ和0.1μH.PWM频率100kHz,参考电压Uref为14V,负载电阻范围为14~0.14Ω,要求设计无超调,上升时间小于50ms,系统稳态误差小于1%.5.5隔离DC/DC电路－单端正激式电路应用案例（1.2）图5.39 单端正激式DC/DC变换器控制系统运行曲线a,d)输出电压;b,e)电感电流和低电压蓄电池电流;c,f)高电压蓄电池组电压.5.5隔离DC/DC电路－半桥式图5.40半桥式隔离变换器电路原理图脉冲变压器电压电感伏秒平衡0δ0.5稳态输出电压5.5隔离DC/DC电路－H桥式图5.43H桥式隔离变换器电路原理图脉冲变压器电压电感伏秒平衡0δ0.5稳态输出电压D1D2D3D4双向DC/DC （1）非隔离，（2）电流可双向流动，（3）减小动力蓄电池电应力冲击，（4）提高效率，（5）电子换挡。高低压DC/DC （1）隔离，（2）单向，（3）车载。*双向DC/DC （1）非隔离，（2）电流可双向流动，（3）减小动力蓄电池电应力冲击，（4）提高效率，（5）电子换挡。高低压DC/DC （1）隔离，（2）单向，（3）车载。*双向DC/DC （1）非隔离，（2）电流可双向流动，（3）减小动力蓄电池电应力冲击，（4）提高效率，（5）电子换挡。高低压DC/DC （1）隔离，（2）单向，（3）车载。*第5章直流转换技术目录5.0引言5.1降压电路 工作原理、电压计算、案例分析5.2升压电路5.3升降压电路5.4组合电路 5.5隔离电路5.6新能源汽车直流功率变换器 双向DC/DC、高低压DC/DC、48VDC/DC5.0引言功能（1）将直流电直接变换为另一种固定电压或固定电流的直流电；（2）提供输入电源和负载之间的隔离；（3）将直流输出电压的交流脉动减小到最低。分类输入输出关系绝缘方式名称降压型非隔离Buck隔离型正激式、推挽式升压型非隔离Boost隔离型正激式、推挽式降压升压型非隔离Buck-Boost、Cuk、Sepic、Zeta隔离型正激式、推挽式可逆型非隔离半桥、H桥5.1降压电路－工作原理图5.1降压变换器电路a)b)c)图5.2降压变换器简化电路:a)全电路,b)导通电路,c)截止电路5.1降压电路－工作模式a)b)图5.3降压变换器的工作模式波形示意图:a)CCM,b)DCMCCMDCM5.1降压电路－CCM输出电压计算图5.4两个开关状态的电感电压波形示意①②③④5.1降压电路－CCM电感电流纹波①②③④图5.5两个开关状态的电感电流波形ΔiL5.1降压电路－CCM电容电压纹波系数图5.5两个开关状态的电感电流波形ΔiL①②③④5.1降压电路－临界电流图5.5两个开关状态的电感电流波形ΔiL图5.6临界状态平均电感电流与占空比关系①②③④5.1降压电路－案例分析（1.1）图5.13降压电路双闭环电压控制系统原理图5.1降压电路－案例分析（1.2）图5.18电压电流双闭环控制系统的电压阶跃响应

a）电压响应曲线 b）电流响应曲线PI电流内环调节器PI电压外环调节器5.2升压电路－工作原理图5.19DC/DC升压变换器电路图5.20DC/DC升压变换器的工作电路:a)简化电路,b)导通电路c)截止电路5.2升压电路－CCM输出电压计算①②③④图5.21升压电路电感电压波形5.2升压电路－案例分析（1.1）【例5-5】UI=14V，PWM频率为100kHz，L=18mH，C=800mF，R=0.84~4.2Ω，要求降压变换器的输出电压uo=42V，试设计PI电压调节器和电流调节器，满足电压阶跃响应的稳态误差为0、无超调、电压纹波系数小于1%和上升时间≤15ms。图5.23升压电路双闭环电压控制系统原理图5.2升压电路