《直流直流變流電路》PPT課件

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1、電力電子技術(shù)主講人：崔納新2010.9山東大學(xué)ShandongUniversity2www.sdu.edu.cn第5章直流直流變流電路5.1基本斬波電路5.2復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐?.3帶隔離的直流直流變流電路本章小結(jié)3www.sdu.edu.cn■直流-直流變流電路（DC/DCConverter）包括直接直流變流電路和間接直流變流電路?！鲋苯又绷髯兞麟娐贰粢卜Q斬波電路（DCChopper）?！艄δ苁菍⒅绷麟娮?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電?！粢话闶侵钢苯訉⒅绷麟娮?yōu)榱硪恢绷麟?，這種情況下輸入與輸出之

2、間不隔離。■間接直流變流電路◆在直流變流電路中增加了交流環(huán)節(jié)。◆在交流環(huán)節(jié)中通常采用變壓器實(shí)現(xiàn)輸入輸出間的隔離，因此也稱為直—交—直電路。引言4www.sdu.edu.cn5.1.1降壓斬波電路5.1.2升壓斬波電路5.1.3升降壓斬波電路和Cuk斬波電路5.1.4Sepic斬波電路和Zeta斬波電路5.1基本斬波電路5www.sdu.edu.cn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（BuckConverter)

3、5.1.1降壓斬波電路6www.sdu.edu.cn5.1.1降壓斬波電路工作原理c)電流斷續(xù)時(shí)的波形EV+-MRLVDioEMuoiGb)電流連續(xù)時(shí)的波形ttOOTiGtontoffioi1i2I10I20ttO1uEoOOOtttTEEiGiGtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEMa)電路圖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

4、動(dòng)小。7www.sdu.edu.cn5.1.1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：（5-2）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：tO1uEo8www.sdu.edu.cn5.1.1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)用最多基于“分段線性”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)ttOOTiGtontof

5、fioi1i2I10I20t9www.sdu.edu.cn5.1.1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)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。EV+-MRLVDioEMuoiG10www.sdu.edu.cn5.1.1降壓斬波電路■例5-1在圖5-1a所示的降壓斬波電路中，已知E=200V，R=10Ω，L值極大，Em=30V，T=50μs，ton=20?s,計(jì)算

6、輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io。解：由于L值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為輸出電流平均值為11www.sdu.edu.cn5.1.2升壓斬波電路升壓斬波電路（BoostChopper）保持輸出電壓儲(chǔ)存電能電路結(jié)構(gòu)1)升壓斬波電路的基本原理12www.sdu.edu.cn5.1.2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5-2升

7、壓斬波電路及工組波形a)電路圖b)波形13www.sdu.edu.cn5.1.2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：（5-21）（5-20）化簡(jiǎn)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（5-21）可表示為（5-23）（5-22）14www.sdu.edu.cn5.1.2升壓斬波電路電壓升高得原因：電感L儲(chǔ)能使

8、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?jī)H由負(fù)載R消耗，即：。（5-24）與降壓斬波電路一樣，升壓斬波電路可看作直流變壓器。15www.sdu.edu.cn5.1.2升壓斬波電路輸出電流的平均值Io為：(5-25)電源電流的平均值I1為：(5-26)16www.sdu.edu.cn5.1.2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)