电源逆变器工作原理.doc

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电源逆变器工作原理直流至直流切换式转换器典型直流至直流转换器系统的构造如图 1 所

示，其输入通常为由线电压整流而得到非调节直流电压，然后再利用切换式直流至直流转

换器将此变动的直流电压转换成一调节的直流电压。图 1 直流至直流切换式转换器典型直

流至直流转换器系统的构造 1．降压式(step-downbuck) 转换器。2．升压式(step-

upboost)转换器。3．升降压式(step-down/step-u

电源逆变器工作原理

直流至直流切换式转换器典型直流至直流转换器系统的构造如图 1 所示，其输入通常

4．全桥式转换器。

上述四种转换器中，只有降压式及升压式是最根本的转换器电路构造，升降压式转换器是

此二根本转换器的结合，而全桥式转换器那么是由降压式转换器衍生而来。

直流至直流转换器的控制直流至直流转换器的作用即是在输入电压与输出负载变动的情况

下能够调节输出电压为所设定的位准。电压位准转换之原理可以图 2(a)所示之简单电路来

说明，由开关导通与截止可得图 2(b)之波形，其中输出电压 Vo 平均值大小 Vo 与开关之

导通及截止时间(ton 及 to)有关。平均输出电压大小调整之最典型的方式是采用脉波宽度

调变法(Pulse-WidthModulation，PWM)，其切换周期 Ts(=ton+to)为固定，由调整

导通时间之大小来改变平均输出电压之大小 Vo。

"" A""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" B

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脉波宽度调变切换控制的方块图如图 3(a)所示，开关之切换控制信号由控制讯号

Vcontrol 与周期为 Ts 之锯齿波 Vst 比拟而得，控制信号那么由 Vo 之实际值与设定值之

误差放大而得。Vcontrol 与 Vst 比拟所得之切换控制信号的波形如图 3(b)所示。当控制

讯号 Vst 较大时，那么为高准位信号，即使开关导通，反之为低准位信号即使开关截止，

故开关之切换周期亦为 Ts，由以上的原理可知，开关切换之责任周期(DutyRatio)为

D=ton/Ts=Vcontrol/Vst，其中 Vst 为锯齿波的振幅。

"""""""""""" 图 3

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出电压为

""" 升压式直流至直流转换器图 5 为升压式转换器电路，主要用途为直流电源供给器与

直流电动机之再生制动(RegenerativeBreaking)。顾名思义，其输出电压高过于其输入

电压。当开关导通时，二极管反向偏压，输入电能储存于电感，负载电能那么由电容提供。

"""""""""""""" 图 5

V

d

t

on

"+ (Vd"-"Vo)t

o

等号两侧除以 Ts，重新整理可得

假设电路无损失，输入功率 Pd=VdId 等于输出功率 Po=VoIo，

那么