第6章_直流變換器ppt課件.ppt

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1、第6章直流斬波電路6.1斬波原理和控制方式6.2直流變換器的基本電路6.3負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)的斬波器結(jié)構(gòu)6.4輸入輸出隔離的直流變換器6.5直流PWM的控制本章小結(jié)1第6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?，不包括直流—交流—直流。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、26.1斬波原理和控制方式36.1.2斬波器的控制方式斬波器的控制方式通常有三種：①脈寬調(diào)制控制方式：維持T不變，改變ton。②脈頻調(diào)制控制方式：維持ton不變，改變T。③混合調(diào)制控制方式：ton和T都可調(diào)，使占空比改變。普遍采用的是脈寬調(diào)制控制方式。因?yàn)轭l率調(diào)制控制方式容易產(chǎn)生諧波干擾，而且濾波器設(shè)計(jì)也比較困難。46.2直流變換器的基本電路6.2.1降壓斬波電路6.2.2升壓斬波電路6.2.3升降壓斬波電路56.2.1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(shì)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

3、)66.2.1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TEiGtontoffioi1i2I10I20t1uoOOOtttTEEiGiGtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEMa)電路圖圖6-1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。76.2.1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：（6-1）（6-2）ton——V

4、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：86.2.1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(duì)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)96.2.1降壓斬波電路同樣可以從能量傳遞關(guān)系出發(fā)進(jìn)行的推導(dǎo)由于L為無窮大，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)載消耗的能量為輸出功率等于輸入功率，可將

5、降壓斬波器看作直流降壓變壓器。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。106.2.1降壓斬波電路電流斷續(xù)設(shè)初始階段電流初始值為I10，電流最大值為I２0τ=L/R,ρ=T/τ;m=EM/E;t1/τ=(t1/T)(T/τ)=αρ（116.2.1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（6-7）式（6-6）（6-16）tx

6、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6-2升壓斬波電路及工組波形a)電路圖b)波形146.2.2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：（6-21）（6-20）化簡得：T/toff>1，輸出電壓高于電源電壓，故為升壓斬波電路。——升壓比；升壓比的倒數(shù)記作b，即。b和a的關(guān)系：因此，式（6-21）可表示為（6-

7、26）（6-22）156.2.2升壓斬波電路電壓升高得原因：電感L儲(chǔ)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：。（6-24）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：(6-26)電源電流的平均值Io為：(6-26)166.2.2升壓斬波電路2)升壓斬波電路典型應(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