1、1零電流開關準諧振零電流開關準諧振Buck變換器變換器例題例題1 例例 下圖所示的零電流開關準諧振下圖所示的零電流開關準諧振Buck變換器，變換器，輸入輸入電壓為電壓為12V，諧振電感，諧振電感Lr和諧振電容和諧振電容Cr的值分別為的值分別為2H和和79nF,平均平均輸出電壓為輸出電壓為9V，負載電阻為負載電阻為9。輸出電輸出電感和輸出電容分別為感和輸出電容分別為10mH和和100uF。求解。求解：（1）開關頻率）開關頻率fs；（2）諧振電感充電的時間長度；）諧振電感充電的時間長度；（3）諧振電感中的峰值電流；）諧振電感中的峰值電流；（4）諧振電容峰值電壓。）諧振電容峰值電壓。2n691111

2、Hz400 kHz222 1079 10fLC0sn9400kHz=300 kHz12iVffV開關頻率開關頻率 fs 為：為：解解：（：（1）諧振頻率為：）諧振頻率為：009A=1A9VIR（2）平均輸出電流為：）平均輸出電流為： 諧振電感充電的時間長度為：諧振電感充電的時間長度為：601S2 101=0.167s12rL ITVS,max0nrr1213.385 A/rLVIIZLC r6Srr1 cos12 1 cos(2.516 10 )CtVVtLC （3）諧振電感中峰值電流為：）諧振電感中峰值電流為：（4）諧振電容上電壓的表達式為：）諧振電容上電壓的表達式為：諧振電容峰值電壓為：諧

3、振電容峰值電壓為：r,max12 (1 1) V = 24VCV零電流開關準諧振零電流開關準諧振Boost變換器變換器例題例題1 例例 下圖所示的零電流開關準諧振下圖所示的零電流開關準諧振Boost變換器，變換器，輸入電輸入電壓為壓為12V，諧振電感，諧振電感 Lr 和諧振電容和諧振電容 Cr 的值分別為的值分別為2H和和79nF,平均平均輸出電壓為輸出電壓為15V，負載電阻為，負載電阻為10。輸出電感。輸出電感和輸出電容分別為和輸出電容分別為10mH和和100uF。求解。求解：(1) 開關頻率開關頻率fs； (2) 諧振電感被充電時間；諧振電感被充電時間；(3) 諧振電感中峰值電流；諧振電感

4、中峰值電流； (4) 諧振電容中峰值電壓。諧振電容中峰值電壓。5SSna12(1)400kHz80 kHz15(1)VffV6S102 101.875=0.25s15rL ITV解解：（：（1）開關頻率為：）開關頻率為：0015A=1.5A10VIR（2）平均輸出電流為：）平均輸出電流為： 假定變壓器無損耗，輸入電流假定變壓器無損耗，輸入電流 IS 為：為：00SS15 1.5A=1.875 A12V IIV 諧振電感被充電的時間為：諧振電感被充電的時間為：0,m6axSn9151.8754.86 A2 10/79 10rLVIIZ （3）諧振電感中峰值電流為：）諧振電感中峰值電流為：（4）諧

5、振電容中峰值電壓為：）諧振電容中峰值電壓為：r,maxa15VCVV零電壓開關準諧振零電壓開關準諧振Buck變換器變換器例題例題1 例例 下圖所示的下圖所示的 ZVS 準諧振準諧振Buck變換器，輸入電壓為變換器，輸入電壓為12V，負載電阻為，負載電阻為2。諧振電感。諧振電感Lr和諧振電容和諧振電容Cr的值的值分別為分別為2H和和79nF。開關頻率為。開關頻率為200 kHz。輸出電感和。輸出電感和輸出電容分別為輸出電容分別為10mH和和100uF。求解。求解：(1) 平均輸出電壓平均輸出電壓Va； (2) 諧振電容被充電的時間；諧振電容被充電的時間；(3) 諧振電容上峰值電壓；諧振電容上峰值

6、電壓； (4) 諧振電感電流的表達式。諧振電感電流的表達式。8r,maxSn06arS9r62 10(12)V = 27.1V279 10CVLVRCVVZ I109S79 1012=0.316s3rC VTIan33SS200 10(1) 12 V=6 V400(1)10fVVf解解：（：（1）平均輸出電壓為：）平均輸出電壓為：a06A=3A2VIR（2）平均輸出電流為：）平均輸出電流為： 諧振電容被充電的時間為：諧振電容被充電的時間為： （3）諧振電容的峰值電壓為：）諧振電容的峰值電壓為：（4）諧振電感上電流的表達式為：）諧振電感上電流的表達式為：r6rnr03cos()=3cos(2.5

7、16 1cos0() ALttLCiIt零電零電壓壓開關準諧振開關準諧振Boost變換器變換器例題例題1 例例 下圖所示的下圖所示的 ZVS 準諧振準諧振Boost變換器，輸入電壓為變換器，輸入電壓為12 V，輸出電壓為，輸出電壓為24 V，負載電阻為，負載電阻為6。諧振電感。諧振電感Lr和和諧振電容諧振電容Cr的值分別為的值分別為2H和和79nF。求解。求解：(1) 開關頻率開關頻率fs； (2) 諧振電容被充電時間；諧振電容被充電時間；(3) 諧振電感峰值電流；諧振電感峰值電流； (4) 諧振電容峰值電壓。諧振電容峰值電壓。10nSSa12400kHz200 kHz24VffV901S24

8、(79 10 )=237 ns8rC VTI解解：（：（1）諧振電容頻率：）諧振電容頻率：fn = 400 kHza024A=4A6VIR（2）平均輸出電流為：）平均輸出電流為： 假定變換器無損耗，則平均輸入電流假定變換器無損耗，則平均輸入電流 IS 為：為：00SS24 4A=8 A12V IIU 諧振電容被充電的時間為：諧振電容被充電的時間為：開關頻率為：開關頻率為：,maxS1 ( 1)8 216 ArLII （3）諧振電感中峰值電流為：）諧振電感中峰值電流為：（4）諧振電容峰值電壓為：）諧振電容峰值電壓為：r,marxSr0n(248) V=64.25VCCVILVZ 13boostb

9、oost變換器變換器Boost變換器變換器例題例題1Boost變換器變換器例題例題2Boost變換器變換器例題例題3Boost變換器變換器例題例題4Boost變換器變換器例題例題5 5Boost變換器變換器討論題討論題1 例例 已知一升壓變化器工作電壓為已知一升壓變化器工作電壓為12VUi18V,輸出電壓輸出電壓36V，輸出電流（，輸出電流（0.55）A,紋波電壓紋波電壓為輸出電壓為輸出電壓Uo的的0.5，工作頻率為，工作頻率為50kHz。（1）如果要求設計在電感電流連續模式下工作，）如果要求設計在電感電流連續模式下工作，求臨界電感值。求臨界電感值。（2）如果設計成電感電流不連續工作狀態，求各

10、）如果設計成電感電流不連續工作狀態，求各工作段占空比、開關管峰值電流和平均電流。工作段占空比、開關管峰值電流和平均電流。23Boost變換器變換器討論討論2 2假定一定電感電流連續模式的假定一定電感電流連續模式的Boost變換器，輸變換器，輸入電壓為入電壓為Ui=9V12V，輸出電壓，輸出電壓Uo24V，輸出，輸出電流電流Io 0.55A，開關頻率為，開關頻率為50kHz。設計指定。設計指定紋波電流紋波電流 I1A,紋波電壓紋波電壓U100mV,求電感求電感值、電容值和二極管參數。值、電容值和二極管參數。2526buckbuck變換器變換器27Buck變換器變換器例題例題1 例例1 已知一降壓

11、變換器工作電壓為已知一降壓變換器工作電壓為10VUi20V,輸出電壓輸出電壓5V，紋波電壓為輸出電壓，紋波電壓為輸出電壓Uo的的0.5，負載電阻負載電阻110 變化，求工作頻率為變化，求工作頻率為10kHz和和50kHz下所需電感值、電容值和開關管的峰值下所需電感值、電容值和開關管的峰值電流。電流。270.5A28187.537.52915.530例例2 已知工作在連續模式的降壓變換器輸入電壓已知工作在連續模式的降壓變換器輸入電壓Vs46V53V，輸出電壓，輸出電壓5V，Io1A5A，工，工作開關頻率作開關頻率fs=80kHz，紋波電流小于，紋波電流小于2A，紋波，紋波電壓小于電壓小于50mV

12、。（1）計算所需濾波電感和電容參數）計算所需濾波電感和電容參數（2）選擇開關管和二極管參數）選擇開關管和二極管參數（3）利用計算值進行電路仿真）利用計算值進行電路仿真30Buck變換器變換器例題例題23132Buck變換器變換器例題例題3例例3 輸入電壓為輸入電壓為10 V，開關頻率為，開關頻率為1 kHz。負載。負載要求平均電壓為要求平均電壓為5 V，最大紋波電壓為，最大紋波電壓為20 mV。輸出電感最大紋波電流為輸出電感最大紋波電流為0.2 A。求：。求：（1）占空比；）占空比；（2）輸出電感；）輸出電感；（3）輸出電容；）輸出電容；（4）當開關頻率增加到）當開關頻率增加到10 kHz時的

13、輸出電容。時的輸出電容。3334試設計一降壓變換器，已知：輸入電壓試設計一降壓變換器，已知：輸入電壓VS=4653V, 輸出電壓輸出電壓Vo=5V, Io=1A4A，工作開，工作開關頻率關頻率f80kHz。如果設計成全部工作在電流。如果設計成全部工作在電流不連續狀態，求各工作段占空比、電感值和開不連續狀態，求各工作段占空比、電感值和開關管峰值電流。關管峰值電流。Buck變換器變換器討論討論35BuckboostBuckboost變換變換器器Buck-Boost變換器變換器例題例題136Buck-Boost變換器變換器例題例題238Buck-Boost變換器變換器例題例題340Buck-Boos

14、t變換器變換器例題例題4 例例 Buck-Boost變換器，輸入電壓變換器，輸入電壓12V，負載電，負載電阻阻24，開關頻率為，開關頻率為10kHz，電感和輸出電容分，電感和輸出電容分別為別為1mH和和100uF。如果要求輸出電壓為輸入電。如果要求輸出電壓為輸入電壓的兩倍，求壓的兩倍，求：（1）占空比；）占空比；（2）輸出紋波電壓峰峰值；）輸出紋波電壓峰峰值；（3）平均輸入電流幅值；）平均輸入電流幅值；（4）平均電感電流幅值；）平均電感電流幅值；（5）電感電流峰值）電感電流峰值42Buck-Boost變換器變換器思考題思考題14448Cuk變換器變換器例題例題 例例 Cuk變換器，變換器，輸入

15、電壓輸入電壓 48 V，平均，平均輸出電輸出電壓幅值為壓幅值為 36 V，負載電阻，負載電阻 9 ，能量傳輸電容，能量傳輸電容的最大紋波電壓的最大紋波電壓 0.5 V，開關頻率為，開關頻率為 64 kHz。如。如果電感果電感L1 =10mH， L2=1mH，C2=100uF。求。求：（1）占空比；）占空比；（2）能量傳輸電容能量傳輸電容C1的值的值；（3） L1中的電流紋波峰峰值；中的電流紋波峰峰值；4849Cuk變換器變換器例題例題50隔離型隔離型Buck變換器變換器單端正激變換器單端正激變換器例例 如下圖所示正激變換器，輸入電源電壓如下圖所示正激變換器，輸入電源電壓 60V，二次主輸出的平均輸出電壓為二次主輸出的平均輸出電壓為 5V,開關頻率為開關頻率為1kHz，輸出電感電流紋波最大值為，輸出電感電流紋波最大值為 0.1A，原，原邊繞組匝數邊繞組匝數 60，匝比，匝比 N3/N1= 1。求：。求： （1）二次主繞組匝數最小值）二次主繞組匝數最小值 N2； （2）輸出濾波電感）輸出濾波電感 L 的值。的值。51UN2UO隔離型隔離型Buck變換器變換器單端正激變換器單端正激變換器隔離型隔離型Buck-Boo