《照明电器原理与技术》课程教学课件（讲稿）3-LED照明DC开关电源

LED照明DC/DC开关电源设计QQQQQeNO2S0OON225CAS6234IN-OUT-25DP406BU16

LED照明DC/DC开关电源设计

内容提要 1 概述 2 DC/DC三种拓扑 3 拓扑传递函数 4 Buck拓扑电感设计 5 Boost拓扑电感设计 6 Buck-Boost拓扑电感设计 7 LED Buck电源设计实例

内容提要 Buck拓扑电感设计 53 3 拓扑传递函数 DC/DC三种拓扑 43 3 23 1 概述 Boost拓扑电感设计 Buck-Boost拓扑电感设计 73 63 LED Buck电源设计实例

概述>DC-DC变换器是现代开关电源最基本的构件。>磁性元件的设计与选择对开关电源的整体性能与体积起决定性作用。设计开关电源首先要研究磁性元件。>DC/DC开关电源只有一个磁性元件需要考虑一一电感L。在特定的DC/DC中，经常可使用标准电感，因此设计比较简单。门330O>对于宽输入电压的DC/DC开关电源，要以最恶劣的输入电压条件来选择电感参数，且要留有足够的安全余量

概述 Ø磁性元件的设计与选择对开关电源的整体性能与体积起决定性 作用。设计开关电源首先要研究磁性元件。 Ø DC/DC开关电源只有一个磁性元件需要考虑——电感L。在特 定的DC/DC中，经常可使用标准电感，因此设计比较简单。 Ø对于宽输入电压的DC/DC开关电源，要以最恶劣的输入电压条件 来选择电感参数，且要留有足够的安全余量。 ØDC-DC变换器是现代开关电源最基本的构件

DC/DC三种拓扑（取决于电感的连接方式）拓扑：topology，组成结构降压（Buck）DC-DC变换器正输入正输出buck电路关断m导通负载Vo2>电路特征：L与输出端相连。>输入能量传输：在开关导通时同时传给L和负载

DC/DC 三种拓扑（取决于电感的连接方式） 降压(Buck)DC-DC变换器 Ø电路特征：L与输出端相连。 Ø输入能量传输：在开关导通时同时传给L和负载. 拓扑：topology，组成结构

升压（Boost）DC-DC变换器拓扑结构正输入正输出boost电路关断m导通负载Vo电路特征：L与输入端相连。输入能量传输：在开关截止时同时输给L和负载

升压(Boost)DC-DC变换器拓扑结构 电路特征：L与输入端相连。 输入能量传输：在开关截止时同时输给L和负载

升降（Buck-Boost）DC-DC变换器拓扑正输入负输出导通A负载Vo电路特征：L与输入端相连。输入能量传输：在开关导通时存于L，截止时传给负载

升降(Buck-Boost)DC-DC变换器拓扑 电路特征：L与输入端相连。 输入能量传输：在开关导通时存于L，截止时传给负载

三种拓扑的传递函数，从伏秒原理推占空比Von、Voff为开关导通和截止时电感电压，ton、toff为导通和截止时间;周期T,频率f,T=1/f,占空比 D =ton/T = ton/ (ton+toff)应用幅秒原则和D=toN/（toN十loy）VoyXloN=VarXlof推导过程VolooF正独入负临出Va+Voy+ort因此，VoD（对所有拓扑，占空比都是相等的）Vo+Vof

三种拓扑的传递函数，从伏秒原理推占空比 Von、Voff为开关导通和截止时电感电压，ton、toff为导通和截止时 间;周期T，频率f，T＝1/f，占空比 D = ton/T = ton/（ton +toff)

三种拓扑的传递函数，从伏秒原理推占空比90武入负瑜出o静通boostbuckbuck-boostVnVowVNVin-VoVVoViorVo-VeAV,-VDC传递函数Vo

三种拓扑的传递函数，从伏秒原理推占空比

Buck拓扑两重要参数：占空比及电流纹波率正输入正输出buck电路关断mD=y.N.导通负载V.RUovinUb电感与负载串联，故电感平均电流lL=l。与电感及频率无关RUeub

Buck拓扑两重要参数：占空比及电流纹波率 电感与负载串联，故 电感平均电流IL =IO IL与电感及频率无关 D = Vo/Vin

Buck拓扑电流纹波率正输入正输出buck电路关斯m导通Vei负载V1电感电流纹波率定义：r=Ipp /1,=△1/1,注意：buck是平均电感电流电感lo是平均负载电流回送Q：1临界导通时，r=？水￥H临界导通r=21,/1,=2平均电感电流为平均开关电流为LXD?平均二极管电流/X（1一D）

Buck拓扑电流纹波率 电感电流纹波率定义: r=IPP /IL=I/IL Q: 临界导通时，r =？ 临界导通r=2IL/IL=2