降壓斬波電路.ppt

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1、第3章直流斬波電路3.1基本斬波電路3.2復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐繁菊滦〗Y(jié)1第3章直流斬波電路·引言直流斬波電路（DCChopper）將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電。也稱為直流--直流變換器（DC/DCConverter）。一般指直接將直流電變?yōu)榱硪恢绷麟姡话ㄖ绷鳌涣鳌绷?。電路種類6種基本斬波電路：降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路和Zeta斬波電路。復(fù)合斬波電路——不同結(jié)構(gòu)基本斬波電路組合。多相多重?cái)夭娐贰嗤Y(jié)構(gòu)基本斬波電路組合。2

2、3.1基本斬波電路3.1.1降壓斬波電路3.1.2升壓斬波電路3.1.3升降壓斬波電路和Cuk斬波電路3.1.4Sepic斬波電路和Zeta斬波電路33.1.1降壓斬波電路電路結(jié)構(gòu)全控型器件若為晶閘管，須有輔助關(guān)斷電路。續(xù)流二極管負(fù)載出現(xiàn)的反電動(dòng)勢典型用途之一是拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，也可帶蓄電池負(fù)載。降壓斬波電路（BuckChopper)43.1.1降壓斬波電路工作原理c)電流斷續(xù)時(shí)的波形EV+-MRLVDioEMuoiGtttOOOb)電流連續(xù)時(shí)的波形TEiGtontoffioi1i2I10I20t1uoOOOt

3、ttTEEiGiGtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEMa)電路圖圖3-1降壓斬波電路得原理圖及波形t=0時(shí)刻驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，電源E向負(fù)載供電，負(fù)載電壓uo=E，負(fù)載電流io按指數(shù)曲線上升。t=t1時(shí)控制V關(guān)斷，二極管VD續(xù)流，負(fù)載電壓uo近似為零，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降。通常串接較大電感L使負(fù)載電流連續(xù)且脈動(dòng)小。53.1.1降壓斬波電路數(shù)量關(guān)系電流連續(xù)負(fù)載電壓平均值：（3-1）（3-2）ton——V通的時(shí)間toff——V斷的時(shí)間a--導(dǎo)通占空比電流斷續(xù)，Uo被抬高，一般不希望出現(xiàn)。負(fù)載電流平均值：

4、63.1.1降壓斬波電路斬波電路三種控制方式T不變，變ton—脈沖寬度調(diào)制（PWM）。ton不變，變T—頻率調(diào)制。ton和T都可調(diào)，改變占空比—混合型。此種方式應(yīng)用最多電力電子電路的實(shí)質(zhì)上是分時(shí)段線性電路的思想?；凇胺侄尉€性”的思想，對降壓斬波電路進(jìn)行解析。分V處于通態(tài)和處于斷態(tài)初始條件分電流連續(xù)和斷續(xù)73.1.1降壓斬波電路V斷態(tài)期間，設(shè)負(fù)載電流為i2，可列出如下方程：設(shè)此階段電流初值為I20，解上式得：（3-5）（3-6）（3-3）V通態(tài)期間，設(shè)負(fù)載電流為i1，可列出如下方程：（3-4）設(shè)此階段電流初值

5、為I10，?=L/R，解上式得83.1.1降壓斬波電路由式（3-4）、（3-6）、（3-7）、（3-8）得出：式中：；；。由圖3-1b可知，I10和I20分別是負(fù)載電流瞬時(shí)值的最小值和最大值。（3-9）（3-10）（3-7）（3-8）負(fù)載電流連續(xù)：93.1.1降壓斬波電路負(fù)載電流斷續(xù)的情況：I10=0，且t=tx時(shí)，i2=0式（3-7）式（3-6）（3-16）tx

6、Chopper）保持輸出電壓儲存電能電路結(jié)構(gòu)1)升壓斬波電路的基本原理113.1.2升壓斬波電路工作原理假設(shè)L和C值很大。V處于通態(tài)時(shí)，電源E向電感L充電，電流恒定I1；電容C向負(fù)載R供電，輸出電壓Uo恒定。V處于斷態(tài)時(shí)，電源E和電感L同時(shí)向電容C充電，并向負(fù)載提供能量。0iGE0ioI1圖3-2升壓斬波電路及工組波形a)電路圖b)波形123.1.2升壓斬波電路數(shù)量關(guān)系設(shè)V通態(tài)的時(shí)間為ton，此階段L上積蓄的能量為設(shè)V斷態(tài)的時(shí)間為toff，則此期間電感L釋放能量為穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中L積蓄能量與釋放能量相等：

7、（3-21）（3-20）化簡得：T/toff>1，輸出電壓高于電源電壓，故為升壓斬波電路?！龎罕龋簧龎罕鹊牡箶?shù)記作b，即。b和a的關(guān)系：因此，式（3-21）可表示為（3-23）（3-22）133.1.2升壓斬波電路電壓升高得原因：電感L儲能使電壓泵升的作用電容C可將輸出電壓保持住如果忽略電路中的損耗，則由電源提供的能量僅由負(fù)載R消耗，即：。（3-24）與降壓斬波電路一樣，升壓斬波電路可看作直流變壓器。輸出電流的平均值Io為：(3-25)電源電流的平均值I1為：(3-26)143.1.2升壓斬波電路2)升壓

8、斬波電路典型應(yīng)用一是用于直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)二是用作單相功率因數(shù)校正（PFC）電路三是用于其他交直流電源中153.1.2升壓斬波電路2)升壓斬波電路典型應(yīng)用圖3-3用于直流電動(dòng)機(jī)回饋能量的升壓斬波電路及其波形a）電路圖b）電流連續(xù)時(shí)c）電流斷續(xù)時(shí)用于直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)再生制動(dòng)時(shí)把電能回饋給直流電源。電動(dòng)機(jī)電樞電流連續(xù)和斷續(xù)兩種工作狀態(tài)。直流電源的電壓基本是恒定的，不必并聯(lián)電容器。ttTEiOOb)a)i1i2