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BUCK电路的关键分析与公式推导.doc

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简介：
本文档深入探讨了BUCK电路的工作原理及其关键参数，并详细推导了一系列核心计算公式。适合对电力电子变换器感兴趣的读者学习参考。 BUCK电路的重要分析及公式推导文档讨论了降压线路的基本原理图（如图1所示）。降压线路的主要特点是输出电压低于输入电压、输出电流为连续的以及输入电流是脉动的。

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  • BUCK电路的关键分析与公式推导.doc
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    本文档深入探讨了BUCK电路的工作原理及其关键参数，并详细推导了一系列核心计算公式。适合对电力电子变换器感兴趣的读者学习参考。 BUCK电路的重要分析及公式推导文档讨论了降压线路的基本原理图（如图1所示）。降压线路的主要特点是输出电压低于输入电压、输出电流为连续的以及输入电流是脉动的。
     
  • Buck电路小信号分析推导.doc
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    本文档详细介绍了Buck电路的小信号分析过程及其数学推导，适用于电气工程专业的学生和从事电源变换器设计的研究人员。 这篇文章通过应用电感电流和电容电压在整个周期内的平均状态作为方程变量，推导出了Buck电路的小信号模式，具有很好的示范作用。
     
  • LLC串联谐振电路的设计关键与公式推导.docx
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    本文档详细探讨了LLC串联谐振电路的关键设计要素，并提供了详细的公式推导过程，旨在为工程师和研究人员提供理论支持和技术指导。 在传统的开关电源设计中，通常采用磁性元件如电感器和变压器来实现滤波、能量储存及传输功能。提高开关频率可以减小这些元器件的体积，并有助于实现电源装置的小型化与轻量化目标；然而，高频操作也会导致功率损耗增加的问题。为解决这个问题，软开关技术应运而生。 理想情况下，零电压开通（ZVS）和零电流关断（ZCS）是最理想的软开关状态，在这种状态下可以达到几乎无损的操作效果。实现这一目标需要采用谐振电路设计方法。LLC串联谐振拓扑结构是其中一种广泛应用的技术方案，它通过特定的电感Lr、耦合电感Lm及补偿电容Cr组成的回路来优化电源性能。 LLC电路的主要特点包括： - 变频控制：能够根据负载变化自动调整工作频率。 - 50%固定占空比：采用半桥结构，两个开关元件Q1和Q2交替导通以保持稳定输出电压。 - 死区时间设置：确保MOSFET不会同时开启或关闭，从而实现零电流关断（ZCS）及零电压开通（ZVS）的操作模式。 - 高效率表现：在某些应用中可达90%以上的转换效率。 LLC电路设计涉及多个关键参数的优化和计算，包括谐振频率、占空比、死区时间以及品质因数等。通过精确调整这些因素，可以实现高效且低损耗的软开关电源系统开发。
     
  • ST LLC 电路的基本原理分析与公式推导
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    《ST LLC 电路的基本原理分析与公式推导》深入剖析了LLC谐振变换器的工作机制及其在电力电子领域的应用价值，详细探讨其设计参数和性能优化方法。 ### ST LLC 电路基本原理分析及公式推导 #### 概述 ST LLC 电路是一种广泛应用在开关电源(SMPS)中的高频变换器技术。它以其高效率、低电磁干扰(EMI)特性以及简化的设计流程而受到青睐。本段落旨在深入解析ST LLC 电路的基本原理与设计方法，并通过具体的实例来辅助理解。 #### LLC系列谐振半桥变换器的操作与波形特征 LLC系列谐振半桥变换器基于半桥拓扑结构，结合了谐振元件（电感和电容）形成一个独特的谐振网络。这种拓扑具有以下特点： - **多谐振LLC谐振腔**：由电感 \( L_s \)、\( L_p \) 和电容 \( C_r \) 组成。 - **变频控制**：通过调整开关频率 \( f_{sw} \) 来调节输出电压或功率。 - **固定占空比**：两个半桥开关管 Q1 和 Q2 的占空比被设定为 50%，以确保在任何工作模式下都能实现零电压开关(ZVS)。 - **死区时间**：在高低侧开关切换时引入死区时间，确保 MOSFET 在开启前完全关断，从而实现 ZVS。 #### 波形分析 在谐振状态下，LLC 变换器展现出了一系列独特的波形特征： - **变压器电流**：磁化电流呈现三角波形，而谐振腔电流则为正弦波。 - **二极管电压和电流**：在特定条件下，可以实现零电流开关(ZCS)，减少开关损耗。 - **中间点电压和谐振电容电压**：这些波形有助于了解谐振过程及其对系统性能的影响。 #### 简化模型与设计方法 为了简化设计过程并提高设计效率，采用了一种简化的模型——固定谐振频率(FHA)方法。该方法假设开关频率始终等于第一个谐振频率 \( f_{r1} \) 或第二个谐振频率 \( f_{r2} \)，从而简化了设计计算。 - **谐振频率计算**： - 第一个谐振频率 \( f_{r1} \) 为： \[ f_{r1} = \frac{1}{2\pi \sqrt{L_s C_r}} \] - 第二个谐振频率 \( f_{r2} \) 为： \[ f_{r2} = \frac{1}{2\pi \sqrt{(L_s + L_p) C_r}} \] - **设计步骤**： 1. 确定谐振元件参数：根据负载条件和所需的开关频率范围来选择合适的 \( L_s \)、\( L_p \) 和 \( C_r \) 值。 2. 计算谐振频率：利用上述公式计算 \( f_{r1} \) 和 \( f_{r2} \)。 3. 选择工作模式：根据设计需求，确定是在 \( f_{r1} \) 还是 \( f_{r2} \) 下工作。 4. 设计其他组件：包括变压器、整流器等。 #### 设计案例分析 为了更好地理解和应用上述理论，下面通过一个具体的设计案例来进行详细分析。 **案例概述**：设计一个300W的LLC变换器，目标效率大于96%。 1. **初步参数设定**： - 输入电压范围：90V 至 264V AC - 输出电压：12V DC - 输出电流：25A - 开关频率范围：100kHz至200kHz 2. **谐振元件选择**： - 为了满足高效能要求，选择适当的 \( L_s \)、\( L_p \) 和 \( C_r \) 值。例如，假设 \( L_s = 10\mu H \)，\( L_p = 15\mu H \)，以及 \( C_r = 22nF \)。 3. **谐振频率计算**： - 计算 \( f_{r1} \) 和 \( f_{r2} \)： \[ f_{r1} = \frac{1}{2\pi \sqrt{10\mu H \times 22nF}} \approx 107kHz \] \[ f_{r2} = \frac{1}{2\pi \sqrt{(10\mu H + 15\mu H) \times 22nF}} \approx 87kHz \] 4. **工作模式选择**
     
  • LLC电路的基本原理分析与公式推导（ST）.pdf
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    本PDF文档深入解析了LLC电路的工作机制，涵盖了其基本原理及详细的公式推导过程。适合电子工程和电力系统领域的专业人士阅读参考。 ST公司LLC电源设计资料
     
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    《布克-Boost电路公式推导》一文详细解析了Boost电路的工作原理及其数学模型，系统地阐述了从基本理论到具体公式的推导过程。 本段落介绍了一种基于输入电压、输出电压、开关频率和负载电阻等参数计算电感、输入滤波电容、输出滤波电容等元件的方法，并推导了buck-boost电路的公式。在具体计算过程中，需要考虑开关时间、占空比等因素。
     
  • BUCK与BOOST开关电源计算公式
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  • 什么是推挽式电路？推挽式开关电源的优点与缺点分析
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    本文探讨了推挽式电路的基本概念及其在开关电源中的应用，并深入分析了该类型电源的设计优势和局限性。 推挽式电路是一种放大电路类型，根据功放输出级所使用的放大元件数量的不同，可以分为单端放大器和推挽放大器。 在单端放大器中，其输出级仅使用一只或一组并联的放大元件来完成信号正负两个半周的放大工作。这种类型的设备只能采用甲类工作的模式。 相比之下，推挽式电路包含有两个“臂”（即两组独立的放大元件），一个“臂”的电流增加时，另一个“臂”的电流则相应减少，并且它们的状态会交替转换以实现对负载的有效驱动。从输出角度看，这就像一个“臂”在推动的同时另一个在拉动一样，共同完成信号的传输任务。 尽管甲类放大器也可以使用推挽式结构设计，但在实践中更常见的是利用这种电路来构建乙类或甲乙类放大器设备。 对于推挽式开关电源而言，其主要优点之一是能够提供良好的电压输出特性。这是因为该类型的两个控制开关K1和K2会交替工作以优化性能表现。
     
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    本PDF文档详细介绍了积分表格的构建方法及常见积分公式的推导过程，适合数学学习者和科研人员参考。 此文档包含超过100种积分公式，涵盖了大学期间学习的所有相关内容及其推导过程。文件为可编辑的PDF格式，方便查阅与使用，并设有升级目录以供便捷导航。
     
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