《直流斬波電路 》ppt課件

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1、《電力電子技術(shù)》電子教案第3章直流斬波電路目錄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3.2復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐?.2.1電流可逆斬波電路3.2.2橋式可逆斬波電路3.2.3多相多重?cái)夭娐繁菊滦〗Y(jié)2第三章直流斬波電路直流斬波電路（DCChopper）將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電也稱(chēng)為直接直流--直流變換器（DC/DCConverter）一般是指直接將直流電變?yōu)榱硪恢绷麟?，不包括直?/p>

2、—交流—直流習(xí)慣上，DC—DC變換器包括以上兩種情況，且甚至更多地指后一種情況直流斬波電路的種類(lèi)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，其中前兩種是最基本的電路復(fù)合斬波電路——不同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■33.1基本斬波電路重點(diǎn)介紹最基本的兩種基本電路---降壓斬波電路和升壓斬波電路■43.1.1降壓斬波電路斬波電路的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，兩種情況下負(fù)載中均會(huì)出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)，如圖

3、中EM所示圖3-1降壓斬波電路的原理圖及波形a）電路圖b）電流連續(xù)時(shí)的波形c）電流斷續(xù)時(shí)的波形工作原理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)刻控制V關(guān)斷，負(fù)載電流經(jīng)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。為了使負(fù)載電流連續(xù)且脈動(dòng)小通常使串接的電感L值較大■53.1.1降壓斬波電路數(shù)量關(guān)系電流連續(xù)時(shí)，負(fù)載電壓平均值(3-1)ton——V通的時(shí)間toff——V斷的時(shí)間a--導(dǎo)通占空比Uo最大為E，減小占空比a，Uo隨之減小。因此稱(chēng)為降壓斬波電

4、路。負(fù)載電流平均值(3-2)電流斷續(xù)時(shí)，Uo被抬高，一般不希望出現(xiàn)圖3-1降壓斬波電路的原理圖及波形a）電路圖b）電流連續(xù)時(shí)的波形c）電流斷續(xù)時(shí)的波形■63.1.1降壓斬波電路斬波電路三種控制方式（根據(jù)對(duì)輸出電壓平均值進(jìn)行調(diào)制的方式不同而劃分）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—混合型圖3-1降壓斬波電路的原理圖及波形a）電路圖b）電流連續(xù)時(shí)的波形c）電流斷續(xù)時(shí)的波形基于“分段線性”的思想，對(duì)降壓斬波電路進(jìn)行解析V通態(tài)期間，設(shè)負(fù)載電流為i1，可列出如下方程

5、：（3-3）■7設(shè)此階段電流初值為I10，?=L/R，解上式得V斷態(tài)期間,設(shè)負(fù)載電流為i2，可列如下方程：（3-5）設(shè)此階段電流初值為I20，解上式得：當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，有：圖3-1降壓斬波電路的原理圖及波形a）電路圖b）電流連續(xù)時(shí)的波形c）電流斷續(xù)時(shí)的波形3.1.1降壓斬波電路■8即V進(jìn)入通態(tài)時(shí)的電流初值就是V在斷態(tài)階段結(jié)束時(shí)的電流值，反過(guò)來(lái)，V進(jìn)入斷態(tài)時(shí)的電流初值就是V在通態(tài)階段結(jié)束時(shí)的電流值。由式（3-4）、（3-6）、（3-7）、（3-8）得出：（3-9）（3-10）式中:；；。由圖3-1b可知，I10和I2

6、0分別是負(fù)載電流瞬時(shí)值的最小值和最大值。把式（3-9）和式（3-10）用泰勒級(jí)數(shù)近似，可得（3-11）上式表示了平波電抗器L為無(wú)窮大，負(fù)載電流完全平直時(shí)的負(fù)載電流平均值Io，此時(shí)負(fù)載電流最大值、最小值均等于平均值。3.1.1降壓斬波電路■9從能量傳遞關(guān)系出發(fā)進(jìn)行的推導(dǎo)由于L為無(wú)窮大，故負(fù)載電流維持為Io不變電源只在V處于通態(tài)時(shí)提供能量，為在整個(gè)周期T中，負(fù)載一直在消耗能量，消耗的能量為一周期中，忽略損耗，則電源提供的能量與負(fù)載消耗的能量相等，即（3-12）則（3-13）在上述情況中，均假設(shè)L值為無(wú)窮大，負(fù)載電流平直

7、的情況。這種情況下，假設(shè)電源電流平均值為I1，則有（3-14）其值小于等于負(fù)載電流Io，由上式得（3-15）即輸出功率等于輸入功率，可將降壓斬波器看作直流降壓變壓器。3.1.1降壓斬波電路■10負(fù)載電流斷續(xù)的情況：I10=0，且t=tx時(shí)，i2=0，利用式（3-7）和式（3-6）可求出tx為：（3-16）電流斷續(xù)時(shí)，tx

8、均值為：（3-18）Uo不僅和占空比a有關(guān)，也和反電動(dòng)勢(shì)EM有關(guān)。此時(shí)負(fù)載電流平均值為（3-19）3.1.1降壓斬波電路■11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（3-20）化簡(jiǎn)得：（3-21）T/toff>1，_輸出電壓高于電源電壓，故稱(chēng)該電路為升壓斬波電路3.1.2升壓斬波電路工作原理假設(shè)L值很大，C值也很大V通時(shí)，E向L充電，充電電流恒為I1，