20170516-基本Cuk变换器的演绎过程和工作原理

基本Cuk变换器的演绎过程和工作原理

普高（杭州）科技开发有限公司张兴柱博士

Cuk在其博士论文中，先将Boost变换器和Buck变换器进行级联，然后对两个级联变换器的有源开关采用同一个驱动信号进行控制，再对有源开关导通和截止时的等效电路简化。并将有源开关和无源开关的数目均减少到一个，得到一个工作原理与级联变换器完全相同，但电路更加简洁的新电路，这个新电路便被他叫作基本Cuk变换器。图1是基本Cuk变换器的演变过程。

V

V

V

(b) 级联变换器的两个等效电路 (c) 等效电路相同，但采用单个有源开关和无源开关

(d) 基本Cuk变换器（1）

图1 基本Cuk变换器的演变过程

在基本Cuk变换器中的两个电感具有完全相同的电压波形，因而也可以减少到一个电感，如图2所示。虽然图2的Cuk变换器与图1的Cuk变换器具有相同的工作原理，但其有源开关的驱动需要隔离，输入/输出电流的纹波不能去耦，所以一般还是将图1(d)的Cuk变换器称为基本Cuk变换器。

图2 基本Cuk 变换器（2）

从图1(d)可知基本Cuk 变换器的工作原理为：当有源开关S 导通时，无源开关D 因反偏而截止，此时输入给滤波电感L1储能（或激磁），电容C1中的能量给负载供电和滤波电感L2储能（或激磁）；当有源开关S 截止时，由于电感电流不能突变，故使无源开关D 正偏而导通，此时电感L1和电感L2的总电流经二极管续流，L2储存的能量向负载供电，L1储存的能量补充电容C1在前一间隔所损失的能量。并由输出电压对电感L2进行去磁。电容C1电压与输入电压之差对电感L1进行去磁。电容C1的作用有两个，一是提供开关S 导通时的负载能量，另一是限制其上的开关频率纹波分量，使之远远小于其上的稳态电压。输出滤波电容的作用则是限制输出电压上的开关频率纹波分量，使之远远小于稳态的直流输出电压。

在忽略电容C1电压和输出电压的开关纹波时，我们可利用前面介绍的电感电压伏秒平衡定律，推得基本Cuk 变换器在理想情况下的稳态电压关系为（推导过程见方框内）：

D

DV V g

o ??

=1 其中：s on

T T D =为驱动脉冲的稳态控制占空比，有10<≤D ，故基本Cuk 变换器的输出电压既可大于它的输入电压、又可小于它的输入电压，是一种升降压变换器，且输出与输入具有相反的极性。

基本Cuk 变换器的稳态增益与Buckboost 变换器完全一样，但其输入、输出电流是连续的，而且S 的驱动不需要隔离，这是Buckboost 变换器所不具备的，因而当Cuk 在他的博士论文中提出这一拓扑及其各种隔离版本之后，就受到了学术界的极大关注，并在提出这些拓扑之后的很长一段时间内，将它的集成磁隔离版本尊称为“最佳功率变换器拓扑”。

虽然基本Cuk 变换器和它的各种版本有着非常优越的稳态性能，但其小信号输出对控制的传递函数提高到了四阶，而且变得相当复杂，故由其构成的电源的动态设计与优化就非常困难，到目前为止，还没有发现它在大批量开关电源产品中的应用。

电容电压：o g c V V V ?=1

（可从电感开关周期平均电压为零获得）

正向伏秒：s g DT V ×

反向伏秒：s o T D V )1(?×?

所以：s o s g T D V DT V )1(?×?=×

故有稳态电压关系：)1/(D DV V g o ??=

(整理)反激式开关电源变压器设计原理.

反激式开关电源变压器设计原理 (Flyback Transformer Design Theory) 第一节. 概述. 反激式(Flyback)转换器又称单端反激式或"Buck-Boost"转换器.因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名.离线型反激式转换器原理图如图. 一、反激式转换器的优点有: 1. 电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出要求. 2. 转换效率高,损失小. 3. 变压器匝数比值较小. 4. 输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出,目前已可实现交流输入在 85~265V间.无需切换而达到稳定输出的要求. 二、反激式转换器的缺点有: 1. 输出电压中存在较大的纹波,负载调整精度不高,因此输出功率受到限制,通常应用于150W以下. 2. 转换变压器在电流连续(CCM)模式下工作时,有较大的直流分量,易导致磁芯饱和,所以必须在磁路中加入气隙,从而造成变压器体积变大. 3. 变压器有直流电流成份,且同时会工作于CCM / DCM两种模式,故变压器在设计时较困难,反复调整次数较顺向式多,迭代过程较复杂. 第二节. 工作原理 在图1所示隔离反驰式转换器(The isolated flyback converter)中, 变压器" T "有隔离与扼流之双重作用.因此" T "又称为Transformer- choke.电路的工作原理如下: 当开关晶体管 Tr ton时,变压器初级Np有电流 Ip,并将能量储存于其中(E = LpIp / 2).由于Np与Ns极性相反,此时二极管D反向偏压而截止,无能量传送到负载.当开关Tr off 时,由楞次定律 : (e = -N△Φ/△T)可知,变压器原边绕组将产生一反向电势,此时二极管D正向导通,负载有电流IL流通.反激式转换器之稳态波形如图2. 由图可知,导通时间 ton的大小将决定Ip、Vce的幅值: Vce max = VIN / 1-Dmax VIN: 输入直流电压 ; Dmax : 最大工作周期 Dmax = ton / T 由此可知,想要得到低的集电极电压,必须保持低的Dmax,也就是Dmax＜0.5,在实际应用中通常取Dmax = 0.4,以限制Vcemax ≦ 2.2VIN. 开关管Tr on时的集电极工作电流Ie,也就是原边峰值电流Ip 为: Ic = Ip = IL / n. 因IL = Io,故当Io一定时,匝比 n的大小即决定了Ic 的大小,上式是按功率守恒原则,原副边安匝数相等 NpIp = NsIs而导出. Ip 亦可用下列方法表示: Ic = Ip = 2Po / (η*VIN*Dmax) η: 转换器的效率 公式导出如下: 输出功率 : Po = LIp2η / 2T

变速器和同步器图解

变速器和同步器图解 三轴五当变速器传动简图 1-输入轴 2-轴承 3-接合齿圈 4-同步环 5-输出轴 6-中间轴 7-接合套 8-中 间轴常啮合齿轮 此变速器有五个前进档和一个倒档，由壳体、第一轴（输入轴）、中间轴、第二轴（输出轴）、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。 两轴五当变速器传动简图

1-输入轴 2-接合套 3-里程表齿轮 4-同步环 5-半轴 6-主减速器被动齿轮 7-差速器壳 8-半轴齿轮 9-行星齿轮 10、11-输出轴 12-主减速器主动齿轮 13-花键毂 与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，所以一般档位传动效率要高一些；但是任何一档的传动效率又都不如三轴变速器直接档的传动效率高。 同步器有常压式，惯性式和自行增力式等种类。这里仅介绍目前广泛采用的惯性式同步器。 惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免了齿间冲击。 惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。 其工作原理可以北京BJ212型汽车三档变速器中的二、三档同步器为例说明。花键毂7与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。在花键毂两端与齿轮1和4之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）9和5。锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮 1，4及花键毂 7上的外花键齿均相同。在两个锁环上，花键齿对着接合套8的一端都有倒角（称锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。 锁环具有与齿轮1和4上的摩擦面锥度相同的内锥面，内锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。三个滑块2分别嵌合在花键毂的三个轴向槽11内，并可沿槽轴向滑动。在两个弹簧圈6的作用下，滑块压向接合套，使滑块中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中，起到空档定位作用。滑块2的两端伸入锁环9和5的三个缺口12中。只有当滑块位于缺口12的中央时，接合套与锁环的齿方可能接合。

感应同步器的原理及应用

感应同步器工作原理及应用 摘要:感应同步器是利用电磁原理将线位移和角位移转换成电信号的一种装置。根据用途，可将感应同步器分为直线式和旋转式两种，分别用于测量线位移和角位移线。将角度或直线位移信号变换为交流电压的位移传感器，又称平面式旋转变压器。它有圆盘式和直线式两种。在高精度数字显示系统或数控闭环系统中圆盘式感应同步器用以检测角位移信号，直线式用以检测线位移。感应同步器广泛应用于高精度伺服转台、雷达天线、火炮和无线电望远镜的定位跟踪、精密数控机床以及高精度位置检测系统中。 关键词：感应同步器、原理、应用、直线式、旋转式 Abstract:The inductosyn is a system that transform the linear and angular displacement into electric signal use the Electromagnetic theory.According to its use the inductosyn can be divided into the linear and the rotary,which is use to measure the linear and the angular.The linear inductosyn that transform the linear and angular displacement into AC V oltage is called plane rotary transformer,which is divided into two types than is the linear and the disc.In the precision digital display system or CNC closed-loop system,the disc inductosyn is used to measure the signal of angular and the linear inductosyn is used to measure the signal of linear.The inductosyn is also widely used in the location tracking ,the precision CNC machine tools and the high-precision position detection system of the precision servo turntable, the radar antenna, the artillery and the radio Telescope. Keywords: inductosyn theory use linear rotary 1.感应同步器的工作原理 感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置而变化的原理而进行工作的。 直线式感应同步器由定尺和滑尺组成，定尺上是连续绕组，滑尺上是分段绕组，滑尺为正余弦绕组。其绕组布置如图1所示。滑尺上展开分布着两个印刷电路绕组，每个节距相当于绕组空间分布的周期，又称极距，一般为2mm，用2τ表示。 滑尺与定尺相互面向平行安装，两者保持0.2mm左右距离。感应同步器的工作原理如图2所示。当定尺绕组加以频率为f，幅值恒定的交流激磁电流I（或电压）时，滑尺两绕组将产生与激磁电流频率相同、幅值随两尺相对位置而变化的感应电势e，滑尺某一绕组与定尺绕组完全重合时，磁通耦合度最大，故该滑尺感应的电势最大；两绕组错开1/4节距（即1/4*2τ=0.5τ）时，滑尺耦合的

可持续发展的内涵

可持续发展的内涵 虽然可持续发展的定义表述不一，但是目前大多数学者对可持续发展的核心问题认识比较一致。可持续发展，从根本上讲在人、自然、社会的大系统中，怎么处理人和人之间、人和自然之间的关系。简而言之，就是谋求经济、社会与环境的协调发展，这也是“联合国2030年可持续发展议程”明确指出的核心要义。 具体而言，可持续发展的内涵有两个方面，即发展与持续性，发展是前提和基础，持续性是关键。可持续发展是发展与可持续的统一，两者相辅相成，互为因果。放弃发展，则无可持续可言，只顾发展而不考虑可持续，长远的发展就失去了根基。 《面向世界新变化的可持续发展战略》一书进行了详细的阐述。“发展”应理解为两个方面：首先，它至少应含有人类社会物质财富的增长，因此经济增长是发展的基础；其次，发展作为一个国家或区域内部经济和社会制度的必经过程，它以所有人的利益增进为标准，以追求全面进步为最终目标。“持续性”也有两个方面的意思：首先，自然资源的存量和环境的承载能力是有限的，这种物质上的稀缺性和经济上的稀缺性相结合，共同构成了经济社会发展的限制条件；其次，在经济发展过程中，当代人不仅要考虑自身的利益，而且应该重视后代人的利益，即兼顾隔代人的利益，要为后代人发展留有余地。 总而言之，可持续发展战略追求的是近期目标和长远目标、近期利益和长远利益的最佳兼顾，经济、社会、人口、资源、环境的全面协调发展。可以说，可持续发展涉及人类社会的方方面面，走可持续发展之路意味着社会的整体变革，包括社会、经济、人口、资源、环境等诸领域在内的整体变革。 可持续发展的实质 从上述可持续发展的定义和内涵可以看出，可持续发展是一个系统、全新的发展理念。为了阐释可持续发展的实质，学者们从各自的角度，将可持续发展观与传统的发展观进行对比，更有助于人们了解可持续发展的实质。 《天人集——可持续发展论集》作者龚胜生提出：“可持续发展的本质，从发展观念上看是一种全新的发展理念，从发展过程上看是一条崭新的发展道路，从发展方式上看是一个创新的发展模式，从发展结果上看一组理想的发展目标。”这一阐述剖析了可持续发展的合理性、独特性、必然性和现实性。 1.认知层面：一种全新的发展理念 传统的发展观只注重经济的增长，而忽视人类自身的全面发展；只顾及眼前的利益，而忽视了长远利益和全球利益；只考虑当代人的利益，而忽视甚至损害后代人的利益。正如上述的定义，可持续发展是人类发展观上的突破，是人类认知层面的一种转变。 第一，可持续发展是一种以人为本的理念。《人类环境宣言》指出：“世界一切事物中，人是第一宝贵的。”《环境与发展宣言》也指出：“人类处于普遍受关注的可持续发展问题的中心。”从千年宣言到联合国可持续发展目标，都将帮助贫困者，消除贫困，保障人类健康和

正激变换器工作原理

正激变换器 实际应用中，由于电压等级变换、安全、系统串并联等原因，开关电源的输入输出往往需要电气隔离。在基本的非隔离DC DC-变换器中加入变压器，就可以派生出带隔离变压器的DC DC-变换器。例如，单端正激变换器就是有BUCK变换器派生出来的。 一工作原理 1 单管正激变换器 单端正激变换器是由BUCK变换器派生而来的。图（a1）为BUCK 变换器的原理图，将开关管右边插入一个隔离变压器，就可以得到图（a2）的单端正激变换器 图（a1）BUCK变换器

图（a2）单端正激变换器 BUCK 变换器工作原理： 电路进入平恒以后，由电感单个周期内充放电量相等， 由电感周期内充放电平恒可以得到： ?==T dt L u T L U 001

即： 可得： 单端正激变换器的工作原理和和BUCK 相似。 其工作状态如图如图（a3）所示： 图（a3）单端正激变换器工作状态 开关管Q 闭合。如图所示，当开关管Q 闭合时的工作状态如图a4所示， ? ? =- -ON ON t T t o o i dt U dt U U 0 )(i i ON o o o i OFF o ON o i DU U T t U T D U DT U U t U t U U == -=-=-)1()()(

图（a4） 根据图中同名端所示，可以知道变压器副边也流过电流，D1导通，D2截止，电感电压为正，变压器副边的电流线性上升。在此期间，电感电压为： O I L U U N N u -= 1 2 开关管Q 截止。开关管截止时，变压器副边没有电流流过，副边电流经反并联二极管D2续流，在此期间，电感电压为负，电流线性下降: O L U U -= 在稳定时，和BUCK 电路一样，电感电压在一个周期内积分为零，因此： ()S O S I T D U DT U U N N ?-?=??? ? ??-1120 得： I O DU N N U 1 2= 由此可见，单端正激变换器电压增益与开关导通占空比成正比，

Buck变换器工作原理介绍

Buck 变换器工作原理介绍 2.2.1 Buck 变换器的基本工作原理 Buck 变换器又称为降压变换器，串联稳压开关电源和三端开关型降压稳压电源。其基本的原理结构图如图2.2所示。 G a b c WM V G d 图2.2 Buck 变换器的基本原理图 由上图可知，Buck 变换器主要包括：开关元件M1，二极管D1，电感L1，电容C1和反馈环路。而一般的反馈环路由四部分组成：采样网络，误差放大器（Error Amplifier ，E/A ），脉宽调制器（Pulse Width Modulation ，PWM ）和驱动电路。 为了便于对Buck 变换器基本工作原理的分析，我们首先作以下几点合理的假设[1]： a 、开关元件M1和二极管D1都是理想元件。它们可以快速的导通和关断，且导通时压降为零，关断时漏电流为零； b 、电容和电感同样是理想元件。电感工作在线性区而未饱和时，寄生电阻等于零。电容的等效串联电阻（Equivalent Series Resistance ，ESR ）和等效串联电感（Equivalent Series inductance ，ESL ）等于零； c 、输出电压中的纹波电压和输出电压相比非常小，可以忽略不计。 d 、采样网络R1和R2的阻抗很大，从而使得流经它们的电流可以忽略不计。 在以上假设的基础上，下面我们对Buck 变换器的基本原理进行分析。 如图2.2所示，当开关元件M1导通时，电压V1与输出电压Vdc 相等，晶体管D1处于反向截至状态，电流01=D I 。电流11L M I I =流经电感L1，电流线性增加。经过电容C1滤波后，产生输出电流O I 和输出电压O V 。采样网络R1和R2对输出电压O V 进行采样得到电压信号S V ，并与参考电压ref V 比较放大得到信号。

有源钳位正激变化器的工作原理

第2章有源箝位正激变换器的工作原理 2.1 有源箝位正激变换器拓扑的选择 单端正激变换器具有结构简单、工作可靠、成本低廉、输入输出电气隔离、易于多路输出等优点，因而被广泛应用在中小功率变换场合。但是它有一个固有缺点：在主开关管关断期间，必须附加一个复位电路，以实现高频变压器的磁复位，防止变压器磁芯饱和[36]。传统的磁复位技术包括采用第三个复位绕组技术、无损的LCD箝位技术以及RCD箝位技术。这三种复位技术虽然都有一定的优点，但是同时也存在一些缺陷[37-39]。 (1)第三复位绕组技术采用第三个复位绕组技术正激变换器的优点是技术比较成熟，变压器能量能够回馈给电网。 它存在的缺点是：第三复位绕组使得变压器的设计和制作比较复杂；变压器磁芯不是双向对称磁化，因而利用率较低；原边主开关管承受的电压应力很大。 (2)RCD箝位技术采用RCD箝位技术正激变换器的优点是电路结构比较简单，成本低廉。 它存在的缺点是：在磁复位过程中，磁化能量大部分都消耗在箝位网络中，因而效率较低；磁芯不是双向对称磁化，磁芯利用率较低。 (3) LCD箝位技术采用无损的LCD箝位技术正激变换器的优点是磁场能量能够全部回馈给电网，效率较高。 它存在的缺点是：在磁复位过程中，箝位网络的谐振电流峰值较大，增加了开关管的电流应力和通态损耗，因而效率较低；磁芯不是双向对称磁化，磁芯利用率较低。 而有源箝位正激变换器是在传统的正激式变换器的基础上，增加了由箝位电容和箝位开关管串联构成的有源箝位支路，虽然与传统的磁复位技术相比，有源箝位磁复位技术增加了一个箝位开关管，提高了变换器的成本，但是有源箝位磁复位技术有以下几个优点： (1)有源箝位正激变换器的占空比可以大于0.5，使得变压器的原副边匝

BUCK 变换器轻载时三种工作模式原理及应用

BUCK 变换器轻载时三种工作模式原理及应用 Adlsong 摘要摘要：：降压型Buck 变换器在轻载有三种工作模式：突发模式、跳脉冲模式和强迫连续模式。文中详细的阐述了这三种模式的工作原理， 同时介绍了这三种模式的优点及缺点。 通过滞洄比较器监控输出电压的突发模式开关管工作的时间短，效率高，纹波最大。强迫连续模式电感的电流双向流动，效率最低，纹波最小。跳脉冲模式工作DCM 模式并跳去一些脉冲，效率和纹波介于上述两种模式之间。同时本文给出3.3V 到2.5V 的Buck 变换器电感,输入电容和输出电容的计算和选取方法。 关键词关键词：：突发模式 跳脉冲模式 强迫连续模式 轻载 Abstract: Buck conveter has three modes at light output load: burst mode, pulse skip mode and force continuous mode. The principles of three modes are discussed in detail in this paper. The advantages and disadvantages of three modes are presented and also compared at the same time. The longest off time duration, highest efficiency and highest ouput ripple voltage are featured for burst mode detecting output votage via hysteresis comparator. The least efficiency and least ouput ripple voltage is featured for force continuous mode with positive and negative current through the inductor. The efficiency and ouput ripple voltage of pulse skip mode with skipping some swithching pulse is between that of two modes above. The methods to calculate the inductance, input

反激式变压器设计原理

反激式变压器设计原理 绿色节能PWM控制器CR68XX CR6848低功耗的电流模PWM反激式控制芯片 成都启达科技有限公司联系人：陈金元TEL: 电话/传真：-218 电邮:； MSN: 概述：CR6848是一款高集成度、低功耗的电流模PWM控制芯片，适用于离线式AC-DC反激拓扑的小功率电源模块。 特点：电流模式PWM控制低启动电流低工作电流 极少的外围元件片内自带前沿消隐(300nS) 额定输出功率限制 欠压锁定(12.1V~16.1V) 内建同步斜坡补偿PWM工作频率可调 输出电压钳位(16.5V) 周期电流限制 软驱动2000V的ESD保护过载保护 过压保护（27V）60瓦以下的反激电源SOT23-6L、DIP8封装 应用领域：本芯片适用于：电池充电器、机顶盒电源、DVD 电源、小功率电源适配器等60 瓦以下(包括60 瓦)的反激电源模块。 兼容型号： SG6848/SG5701/SG5848/LD7535/LD7550/OB2262/OB2263。 原生产厂家现货热销！-218，。 CR6842兼容SG6842J/LD7552/OB2268/OB2269。 绿色节能PWM控制器AC-DC 产品型号功能描述封装形式兼容型号 CR6848 低成本小功率绿色SOT-26/DIP-8 SG6848/SG5701/SG5848 节能PWM控制器LD7535/LD7550 OB2262/OB2263 CR6850 新型低成本小功率绿色SG6848/SG5701/SG5848 节能PWM控制器SOT-26/DIP-8 LD7535/LD7550 SOP-8OB2262/OB2263 CR6851 具有频率抖动的低成本SOT-26/DIP-8 SG6848/SG5701/SG5848 绿色节能PWM控制器SOP-8 LD7535/LD755 OB2262/OB2263 CR6842 具有频率抖动的大功能DIP-8 兼容SG6842J/LD7552

变速器同步器工作原理

变速器 一、变速器概述 变速器功用： （1）改变传动比，满足不同行驶条件对牵引力的需要，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足可能的行驶速度要求。 （2）实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需要。 （3）中断动力传递，在发动机起动，怠速运转，汽车换档或需要停车进行动力输出时，中断向驱动轮的动力传递。 变速器分类： （1）按传动比的变化方式划分，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。 (a)有级式变速器：有几个可选择的固定传动比，采用齿轮传动。又可分为：齿轮轴线固定的普通齿轮变速器和部分齿轮（行星齿轮）轴线旋转的行星齿轮变速器两种。 (b)无级式变速器:传动比可在一定范围内连续变化,常见的有液力式,机械式和电力式等。 (c)综合式变速器：由有级式变速器和无级式变速器共同组成的，其传动比可以在最大值与最小值之间几个分段的范围内作无级变化。 （2）按操纵方式划分，变速器可以分为强制操纵式，自动操纵式和半自动操纵式三种。 (a)强制操纵式变速器：靠驾驶员直接操纵变速杆换档。 (b)自动操纵式变速器：传动比的选择和换档是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板，变速器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来控制执行元件，实现档位的变换。 (c)半自动操纵式变速器：可分为两类，一类是部分档位自动换档，部分档位手动（强制）换档；另一类是预先用按钮选定档位，在采下离合器踏板或松开加速踏板时，由执行机构自行换档。 二、普通齿轮变速器 普通齿轮变速器主要分为三轴变速器和两轴变速器两种。它们的特点将在下面的变速器传动机构中介绍。 变速器传动机构： (1)三轴变速器这类变速器的前进档主要由输入(第一)轴、中间轴和输出(第二)轴组成。 (2)两轴变速器这类变速器的前进档主要由输入和输出两根轴组成。 三轴五档变速器有五个前进档和一个倒档，由壳体、第一轴（输入轴）、中间轴、第二轴（输

Buck-Boost变换器原理(过程啊)

Buck变换器原理 Buck变换器又称降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。 1.线路组成 图1（a）所示为由单刀双掷开关S、电感元件L和电容C组成的Buck变换器电路图。图1(b)所示为由以占空比D工作的晶体管T r、二极管D1、电感L、电容C组成的Buck变换器电路图。电路完成把直流电压V s转换成直流电压V o的功能。 图１Buck变换器电路 2.工作原理 当开关S在位置a时，有图2 (a)所示的电流流过电感线圈L，电流线性增加，在负载R上流过电流I o，两端输出电压V o，极性上正下负。当i s>I o时，电容在充电状态。 这时二极管D1承受反向电压；经时间D1T s后（，t on为S在a位时间，T s是周期），当开关S在b位时，如图2（b）所示，由于线圈L中的磁场将改变线圈L两端的电压极性，以保持其电流i L不变。负载R两端电压仍是上正下负。在i L0，开关打开时，i s=0，故i s是脉动的，但输出电流I o，在L、D1、C作用下却是连续的，平稳的。 图２Buck变换器电路工作过程

Boost变换器 Boost变换器又称为升压变换器、并联开关电路、三端开关型升压稳压器。 1.线路组成 线路由开关S、电感L、电容C组成，如图1所示，完成把电压V s升压到V o的功能。 图１ 2.工作原理 当开关S在位置a时，如图2(a)所示电流i L流过电感线圈L，电流线性增加，电能以磁能形式储在电感线圈L中。此时，电容C放电，R上流过电流I o，R两端为输出电压V o，极性上正下负。由于开关管导通，二极管阳极接V s负极，二极管承受反向电压，所以电容不能通过开关管放电。开关S转换到位置b时，构成电路如2(b)所示，由于线圈L中的磁场将改变线圈L两端的电压极性，以保持i L不变。这样线圈L磁能转化成的电压V L与电源V s串联，以高于V o电压向电容C、负载R供电。高于V o时，电容有充电电流；等于V o时，充电电流为零；当V o有降压趋势时，电容向负载R放电，维持V o不变。 图２Boost变换器电路工作过程 由于V L+V s向负载R供电时，V o高于V s，故称它为升压变换器。工作中输入电流i s=i L是连续的。但流经二极管D1电流确实脉动的。由于有C的存在，负载R上仍有稳定、连续的负载电流I o。

从家乡变化看中国的可持续发展

从家乡变化看中国的可持续发展 中文摘要：近年来的灾难让人联想到环境问题的严重，实现环境与经济的和谐发展是一个重大的问题。家乡30年来的变化有起有落，为了协调发展的目的，可持续发展战略受到国家的重视。由此展开对可持续发展的深入剖析。最后提醒新的接班人肩上的任务。 关键词：自然灾害家乡经济进步生活水平提高环境变化政策可持续发展 2008年5月12日下午2点28分,四川省发生里氏8.0级强烈地震,震中位于阿坝州汶川县。地震后伤亡惨重,无数人失去生命，无数人失去家园，无数人失去亲人。 自2009年9月以来，中国西南地区如云南、贵州、广西、重庆、四川等省（区、市）都遭遇大范围持续干旱，部分地区降水比往年偏少七至九成，主要河流来水之少创历史之最。秋、冬、春连旱使云南、贵州等省部分地区遭遇百年一遇的特大干旱，干旱范围和强度均突破历史极值。南方季节性干旱天气不断出现，成为中国粮食安全新的危机因素。 2010年4月14日07时49分,青海省玉树藏族自治州玉树县发生7.1级地震,震源深度33千米.青海玉树地震造成上万人死伤。 今年以来全国共有28个省(区、市)遭受洪涝灾害，累计农作物受灾7874千公顷，受灾人口1.24亿人，因灾死亡823人、失踪437人，倒塌房屋68万间，直接经济损失1541亿元。中国南方大范围的洪水灾害,不仅使人民的财产和生命安全受到损害,也使大量文物遭到破坏。 近年来，世界各地灾难频发，不仅是地震、干旱、洪水、火山爆发等自然灾害频繁发生，而且煤矿、海上石油泄漏等非自然灾害也层出不穷。灾难的发生不是偶然，它们是人类对自然的利用后产生的后遗症。为了求得发展，人类做出了许多以环境为代价的举措，结果是取得了发展，但环境也遭到严重破坏。 我家在一个小镇上。为了了解小镇近30年来的发展，我采访了一直居住在此的老一辈。通过他们的描述以及我的记忆，我对家乡的变化有了一个比较详细的认识。 大约30年前，小镇上只有一条街道。这条街道顺着流过小镇的河流建造，所以叫做顺河街。老人回忆说这条流过小镇的河当时是清澈见底，不仅可以洗衣，还能饮用。随着中国的改革开放，小镇也发展了起来。以这条主街为中心建造了很多的街道、房屋、工厂，人们的生活变得富裕、方便、快捷起来。小镇发展至今，经济有了很大的发展，人们的生活水平也有了很大的提高。然而，不能忽视的是那条曾经清澈见底的河流如今已经变得伤痕累累。水质变差、水面上有许多的浮萍、水中的鱼类急剧减少，这一切也得于小镇的发展！不仅是这条河流，还有其他许多以前是山清水秀的地方，如今也充斥着各种垃圾和废物，发展带给环境的破坏如此可见一斑。 难道发展的结果必然如此吗？不，不是！面临这样的危机，可持续发展战略的提出为我们提供了一个坏境与经济和谐发展的机遇,一个锲机！ 可持续发展，英文叫做strategy of sustainable development，是20世纪80年代提出的一个新的发展观。世界上第一次提出“可持续发展”概念的是1987年由布伦特兰夫人担任主席的世界环发委员会。1989年５月举行的第15届联合国环境署理事会期间，经过反复磋商，通过了《关于可持续发展的声明》。 可持续发展战略，是指改善和保护人类美好生活及其生态系统的计划和行动的过程，是多个领域的发展战略的总称，它要使各方面的发展目标，尤其是社会、经济及人口、资源、生态环境的目标相协调。 可持续发展的核心思想是：健康的经济发展应建立在生态可持续能力、社会公正和人民积极参与自身发展决策的基础上；它所追求的目标是：既要使人类的各种需要得到满足，个

正激式变压器开关电源工作原理

正激式变压器开关电源工作原理 正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性，相对来说比较好，因此，工作比较稳定，输出电压不容易产生抖动，在一些对输出电压参数要求比较高的场合，经常使用。 1-6-1．正激式变压器开关电源工作原理 所谓正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。 图1-17是正激式变压器开关电源的简单工作原理图，图1-17中Ui是开关电源的输入电压，T是开关变压器，K是控制开关，L是储能滤波电感，C是储能滤波电容，D2是续流二极管，D3是削反峰二极管，R 是负载电阻。 在图1-17中，需要特别注意的是开关变压器初、次级线圈的同名端。如果把开关变压器初线圈或次级线圈的同名端弄反，图1-17就不再是正激式变压器开关电源了。 我们从（1-76）和（1-77）两式可知，改变控制开关K的占空比D，只能改变输出电压（图1-16-b中正半周）的平均值Ua ，而输出电压的幅值Up不变。因此，正激式变压器开关电源用于稳压电源，只能采用电压平均值输出方式。 图1-17中，储能滤波电感L和储能滤波电容C，还有续流二极管D2，就是电压平均值输出滤波电路。其工作原理与图1-2的串联式开关电源电压滤波输出电路完全相同，这里不再赘述。关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理，请参看“1-2．串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容。 正激式变压器开关电源有一个最大的缺点，就是在控制开关K关断的瞬间开关电源变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势，这个反电动势是由流过变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。因此，在图1-17中，为了防止在控制开关K关断瞬间产生反电动势击穿开关器件，在开关电源变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组，以及增加了一个削反峰二极管D3。 反馈线圈N3绕组和削反峰二极管D3对于正激式变压器开关电源是十分必要的，一方面，反馈线圈N3绕组产生的感应电动势通过二极管D3可以对反电动势进行限幅，并把限幅能量返回给电源，对电源进行充

BUCK变换器de控制技术的研究.

BUCK 变换器的控制技术的研究 一、实验目的 1、理解开环、电压单闭环和电压电流双闭环控制策略的原理，完成系统闭环控制调试； 2、建立变换器的模型，通过仿真和实验掌握电压和电流调节器的参数设计方法； 3、验证BUCK变换器的输入输出波形特性，PWM波形，及输入输出数量关系，加深对BUCK变换器连续和断续工作模态下的工作原理及特性的理解。 二、实验内容 熟悉SG3525的原理及使用方法，理解PWM波产生过程；研究BUCK变换器开环、电压闭环、电压电流双闭环状态下电路各器件，包括功率管、二极管、电感电压电流工作情况，输入输出电量关系，控制电路参数对变换器的性能的影响。观察电压纹波，观察不同电感、频率和负载对电流连续点的影响。理解BUCK 变换器闭环控制过程，掌握闭环性能指标。 变换器的基本要求如下： 输入电压：20~30V 输出电压：15V（输出电压闭环控制时） 输出负载电流：0.1~1A 工作频率：50kHz 输出纹波电压：≤100m V 三、实验仪器

6 电压表 2 7 电流表 2 8 负载 1 四、实验原理 1)BUCK主电路原理图（图1） 图1.BUCK主电路原理图 2)控制电路SG3525内部结构框图（） 图2.SG3525内部结构框图 五、实验步骤 1、将BUCK变换器挂箱的所有开关关闭后再接线。 2、控制电路接20V直流电压，调节电位器RW1，用示波器观察并记录占空比为某一定值时SG3525 各管脚波形及驱动电路输出波形。注意观察SG3525 的9脚、5脚波形和输出波形之间的关系，理解SG3525 芯片PWM 波产生过程。调节RW2观测PWM波频率的变化，通过测得的PWM波计算PWM波频率。 3、控制电路接20V直流电压，主电路接6-30V可调直流电压，可控制开关S4

人与自然的关系有个历史演变过程

正确处理四大关系： 如何统筹人与自然和谐发展？ 人与自然的关系有个历史演变过程。在原始发展时期，人类崇拜依附于自然，匍匐在大自然的脚下；在农业文明时期，人类利用、改造自然，对自然进行初步开发；在工业文明时期，人类控制、支配自然，以自然的“征服者”自居。尤其是到了近代，人类开始直观地认识到人的生存和发展主要不是依赖自然的给予，而是依赖自己对自然的改造。为了有效地“改造自然”，人们不惜把对自然规律的“正确认识”看得轻而易举，并加以夸大和绝对化。随着对自然控制与支配能力的急剧增强，以及自我意识的极度膨胀，人类开始一味地对自然强取豪夺，从而激化了与自然的矛盾，加剧了与自然的对立，人类也不得不面对人口剧增、能源短缺、臭氧层破坏、全球变暖、大气污染、水资源缺乏、森林锐减、土地沙化、水土流失、物种灭绝等生态危机的种种现实。 从现在开始，我们应当把促进当前的经济、社会发展和保障未来的持续发展统一起来，积极地肩负起自己的责任，自觉地调整自身的行为，力求正确认识和运用自然规律，通过相互依赖、互惠互补，与自然界和谐相处、协调发展，最终达到“既改造自然，又不破坏自然；既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”的目标，以便全面长远地为人类创造良好的生存条件，逐步提高生活质量，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，创立一个完全新式的人类文明，一个可以永续发展的文明社会。 统筹人与自然和谐发展的根本途径 “统筹人与自然和谐发展”的新理念，对我们推进现代化、全面建设小康社会具有极其重要的思想启迪作用和现实指导意义。在新的历史发展阶段，我国要达到发展经济和环境保护并举、经济效益和生态效益兼顾、生产力发展与自然和谐“双赢”的目标，为全面建设小康社会提供物质技术基础和生态环境双重保障，就必须坚持在发展中保护、在保护中发展，走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，把青山绿水留给子孙后代。而在具体操作中，需要特别关注下面几个方面。

Buck变换器实现及其调速系统设计与调试

运动控制系统 课程设计 题目：Buck变换器实现及其调速系统设计与调试 院系： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 日期：

摘要 (3) 第一章概述 (3) 第二章设计任务及要求 (4) 2.1实验目的 (4) 2.2实验内容 (4) 2.3设计要求 (4) 2.4课程设计基本要求 (5) 第三章BUCK变换器的工作原理和各种模型 (6) 3.1B UCK变换器介绍 (6) 3.2B UCK变换器电路拓扑 (6) 3.3PWM控制的基本原理 (7) 第四章MATLAB仿真模型的建立 (9) 4.1MATLA仿真软件介绍 (9) 4.2B UCK电路模型的搭建 (9) 4.3B UCK变换器在电机拖动控制系统中的设计与仿真 (12) 4.3.1直流电机的数学模型 (12) 4.3.2系统在开环情况下的仿真 (13) 4.3.3 系统在闭环情况下的仿真 (14) 第五章总结与体会 (18)

变压调速是直流调速系统的主要方法，调节电枢供电电压从而改变电机的转速。即需要有一个可控直流源，常用的为直流斩波或者脉宽调制器，其通过电力电子开关控制及电容、电感的充放电及二极管的续流组成直流斩波电路（DC），实现输出电压可控，即升压（BOOST）、降压（BUCK）。本实验主要针对降压斩波电路（BUCK）进行实验分析。实验采用MATLAB作为仿真软件，利用PWM 波驱动降压斩波电路为直流电动机提供驱动电压，并通过调节PWM波的占空比来调节电动机的启动电压使达到调节电动机转速的电路设计。 关键词：S-Function；PWM调制；Buck变换器；闭环控制；直流电动机 第一章概述 直流变换技术（亦称直流斩波技术，DC-DC），作为电力电子技术领域非常活跃的一个分支，在近几年里，得到了充分的发展。随着电动牵引技术的发展，特别是电子信息类产品的大量涌现，直流变换技术已经广泛应用于生产，生活的各个领域。由于其有良好的可操作性，被大量应用到电机的调速系统中，很好的解决了电动机调速的不可控性。 BUCK电路作为一种最基本的DC-DC变换电路，由于其简单、实用性在各种电源产品中均得到广泛的应用。其电路主要器件有电力电子开关（IGBT或MOSFET）、电感、电容、续流二极管。通过对开关的调节控制电压，其一般采用软开关控制方法，即采用脉宽调制技术（ＰＷＭ），通过改变占空比来调节输出电压的大小。其与直流调速系统组成的脉宽调制变换器—直流电机调速系统，简称直流脉宽调速系统，即ＰＷＭ直流调速系统。存在：１）主电路简单、功率器件少；２）开关频率高、电流容易连续、谐波小；３）低速性能好、稳态精度高；４）低速性能好，稳态精度高，动态抗干扰能力强等优点。 使用MATLAB等仿真分析，再做实物研究，已经逐渐成为电力电子技术研究的主要方法。 本次课程设计使用MATLAB友好的工作平台和编辑环境进行模型编辑工作，运用它的s函数编辑一个简单的脉冲发生器，要求它的占空可调；运用数学处理功能来处理仿真时的实时数据，利用传递函数构造直流电机转速的数学模型，运用它广泛的模块集合工具箱里的Simulink进行电路模型搭建和系统仿真，控制电路的占空比从而控制输出电压的大小，进而调节电机的转速，同时采用负反馈的控制方式，调节转速在一个恒定值。

感应同步器的工作原理

感应同步器的工作原理 直线式感应同步器和圆盘式感应同步器的工作原理基本相同，都是利用电 磁感应原理工作。下面以直线式感应同步器为例介绍其工作原理。直线式 感应同步器由两个磁耦合部件组成，其工作原理类似于一个多极对的正余弦旋 转变压器。感应同步器的定尺和滑尺相互平行放置，其间有一定的气隙，一般 应保持在0.25±0.05mm范围内，如图12.2.4 所示。图12.2.4 直线式感应同步器的工作原理 当滑尺上的正弦绕组和余弦绕组分别以1～10kHz 的正弦电压激磁时， 将产生同频率的交变磁通；该交变磁通与定尺绕组耦合，在定尺绕组上将产生 同频率的感应电势。感应电势的大小除了与激磁频率、激磁电流和两绕组之间 的间隙有关外，还与两绕组的相对位置有关。如果在滑尺的余弦绕组上单独施 加正弦激磁电压，感应同步器定尺的感应电势与两绕组相对位置的关系如图 12.2.5 所示。当滑尺处于A 点时，余弦绕组C 和定尺绕组位置相差1/4 节距，即在定尺绕组内产生的感应电势为零。随着滑尺的移动，感应电势逐渐增大，直到B 点时，即滑尺的余弦绕组C 和定尺绕组位置重合时（1/4 节距位置），耦合磁通最大，感应电势也最大。滑尺继续右移，定尺绕组的感应电势随耦合 磁通减小而减小，直至移动到C 点时（1/2 节距处），又回到与初始位置完全相 同的耦合状态，感应电势变为零。滑尺再继续右移到D 点时（3/4 节距处），定 尺中感应电势达到负的最大值。在移动一个整节距（E 点）时，两绕组的耦合 状态又回到初始位置，定尺感应电势又为零。定尺上的感应电势随滑尺相对定 尺的移动呈现周期性变化（如图12.2.5 中的曲线1）。同理，如果在滑尺正弦绕组上单独施加余弦激磁电压，则定尺的感应电势如图12.2.5 中的曲线2 所示。 一般选用激磁电压为1～2V，过大的激磁电压将引起大的激磁电流，导致温升

可持续发展教学设计

可持续发展教学设计 可持续发展教学设计 一、知识与技能目标 1.概括环境问题与人地关系思想发展的演变历史。 2.熟悉可持续发展的概念、内涵和原则。 3.解释可持续发展战略是解决环境问题的根本途径。 4.结合实例,阐明可持续发展目标的实现途径。二、过程与方法目标 1.根据图表和习题分析环境问题与人地关系的演变的规律。 2.通过案例分析,掌握综合分析问题的方法和提高解决问题的能力。三、情感、态度、价值观培养科学资源观,树立环境意识。可持续发展的概念、内涵和原则。可持续发展观念的树立。启发式教学法。多媒体计算机。承转导入新课。上节课我们学习了环境问题的表现与分布、环境问题产生的原因。要解决环境问题,又要继续发展经济,我们应该怎么办? 这是我们这节课所要学习的内容──可持续发展。一、环境问题与人地关系思想发展的.历史演变学生阅读教材。多媒体展示图表。学生填写表格崇拜自然改造自然征服自然谋求人地协调生产力水平生产力低下,发展缓慢生产力断提高科技突飞猛进,生产力迅速提高生产力继续以惊人的速度向前发展人类活动处于采猎文明时期,以动、植物为取食对象步入农业文明,开发利用土地、水、气候等资源进入工业文明时期,人类试图主宰自然界,牺牲自然,积累财富人类被迫重新审视自己的经济行为,国际社会旁边关注环境和发展问题人地关系恐惧和依赖依附性大大减弱,对抗性增强全面呈现不协调,人地矛盾迅速激化谋求人口、资源、环境和发展相协调环境问题环境问题对人类的威胁不严重生态系统变得简单和脆弱,地理环境趋于恶化环境污染演变成社会公害,生态破坏,危及人类生存人类开始认识环境问题,逐步解决环境问题读图8.9,教师提问:从历史时期人类活动和地理环境的关系来看,人类在发展过程中存在什么问题? 引导学生分析讨论:物种灭绝、人类被动地适应环境,环境对人类制约作用强;人口增加,使自然资源遭到破坏,地理环境趋于恶化、人类与环境对抗性增强;环境污染、人地关系全面不协调,人地矛盾迅速激化。教师总结归纳:随着经济和生产力的发展,人类改造自然的能力不断提高,人们为了追求最大的经济效益,采取了以损害环境为代价的经济增长方式,从而造成了严重的环境问题,对人类已经产生严重的影响,为此再也不

2--Buck直流变换器的工作原理及动态建模

2--Buck直流变换器的工作原理及动态建模

2 Buck直流变换器的工作原理及动态建模 2.1 DC/DC变换器的概念7【】15【】19【】 将一个固定的直流电压变换成可变的直流 电压称之为DC/DC变换，亦称为直流斩波。用斩波器斩切直流的基本思想是：如果改变开关的 动作频率，或者改变直流电流通和断的时间比例，就可以改变加到负载上的电压、电流的平均值。Buck变换器又称降压变换器、串连开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。 基本的DC/DC变换器按输入输出之间是否有电气隔离可分为两类：隔离型DC/DC变换器和非隔离型DC/DC变换器。非隔离型DC/DC 变换器中存在四种基本的变换器拓扑，它们是降压式（Buck）型,升压式(Boost)型,升降压式(Buck-boost)型,Cuk型，此外还有Sepic型和Zeta型变换器。 2.2 二电平Buck直流变换器的工作原理及主电路图2【】13【】25【】26【】 1 主电路拓扑 Buck变换器是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离直流变换器。它的拓扑为电压源、串联开关和电流负载组合而成。如图2.1所示： 图2.1 Buck电路主电路拓扑 为了分析稳态特性，简化推导公式的过程，特作

如下假定。 (1) 开关晶体管、二极管均是理想元件。也就是可以瞬间的导通和截至，而且导通时降压为零，截至时漏电流为零。 (2) 电感、电容是理想元件。电感工作在线性区而未饱和，寄生电阻为零，电容的等效串联电阻为零。 (3) 输出电压中的纹波电压与输出电压的比值小到允许忽略。 Buck 变换器的工作原理：当开关管S 导通时，电容开始充电，i U 通过向负载传递能量，此时，L i 增加，电感内的电流逐渐增加，储存的磁场能量也逐渐增加，而续流二极管因反向偏置而截至；当S 关断时，由于电感电流L i 不能突变，故L i 通过二极管VD 续流，电感电流逐渐减小，由于二极管VD 的单向导电性，L i 不可能为负，即总有L 0i ,从而可在负载上获得单极性的输出电压。 根据晶体管的开关特性，在管子的基极加入开关信号，就能控制它的导通和截至，对于NPN 晶体管，当基极加入正向信号时，将产生积极电流b i ，基极正向电压电压升高，b i 也随之升高，b i 达到一定数值后，集电极电流c i 达到最大值，其后继续增加b i ，b i 基本上保持不变，这种现象称为饱和。在饱和状态下，晶体管的集射极电压很小，可以忽略不计。因此晶体管的饱和状态相当于开关的接通状态。当基极加入反向偏压时，晶体管截至，集电极电流c i 接近于零，而晶体管的集射极电压接近于电源电压。晶体管的这种状态相当于开关的断开状态，通常称为截至状态，或称为关断状态。 2.3 Buck 变换器的工作模式 5【】8【】27【】29【】 由Buck 变换器的工作原理可以看出，电感可以工作在电流连续的方式下，也可能工作在电流