直流-直流變換電路

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1、3.1直接DC/DC變換電路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3.1.4Cuk斬波電路3.1.5Sepic斬波電路3.1.6Zeta斬波電路3.1.7復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐?.1.1降壓斬波電路升壓斬波電路3.1.23.1.7復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐窂?fù)合斬波電路——降壓斬波電路和升壓斬波電路組合構(gòu)成多相多重?cái)夭娐贰嗤Y(jié)構(gòu)的基本斬波電路組合構(gòu)成電流可逆斬波電路:降壓斬波與升壓斬波電路組合。因電樞電流可正可負(fù)，但電壓只有一種極性，故可工作于第1、2象限。V1和VD1構(gòu)成降壓斬波電路，電動(dòng)機(jī)為電動(dòng)運(yùn)行，工作于第1象限。V2和

2、VD2構(gòu)成升壓斬波電路，電動(dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行，工作于第2象限。防止V1和V2同時(shí)導(dǎo)通而導(dǎo)致的電源短路降壓運(yùn)行時(shí)的波形升壓運(yùn)行時(shí)的波形00uottio0uottio電流可逆斬波電路a)電路圖第3種工作方式：一個(gè)周期內(nèi)交替地作為降壓斬波電路和升壓斬波電路工作。當(dāng)一種斬波電路電流斷續(xù)而為零時(shí)，使另一個(gè)斬波電路工作，讓電流反方向流過，這樣電動(dòng)機(jī)電樞回路總有電流流過。在一個(gè)周期內(nèi)，電樞電流沿正、負(fù)兩個(gè)方向流通，電流不斷，所以響應(yīng)很快。3.1.7復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐穞tb)uoioiV1iD1iV2iD2橋式可逆斬波電路——兩個(gè)電流可逆斬波電路組合起來，分別向電動(dòng)機(jī)提供正向

3、和反向電壓。橋式可逆斬波電路使V4保持通時(shí)，等效為電流可逆斬波電路，提供正電壓，可使電動(dòng)機(jī)工作于第1、2象限。使V3保持通時(shí)，V1、VD1和V2、VD2等效為又一組電流可逆斬波電路，向電動(dòng)機(jī)提供負(fù)電壓，可使電動(dòng)機(jī)工作于第3、4象限。3.1.7復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐穞OtttttttOOOOOOOu1u2u3uoi1i2i3io3相3重降壓斬波電路電路結(jié)構(gòu)：相當(dāng)于由3個(gè)降壓斬波電路單元并聯(lián)而成總輸出電流為3個(gè)斬波電路單元輸出電流之和，其平均值為單元輸出電流平均值的3倍，脈動(dòng)頻率也為3倍?？偟妮敵鲭娏髅}動(dòng)幅值變得很小。所需平波電抗器總重量大為減輕?？傒敵鲭娏髯畲竺}動(dòng)率

4、（電流脈動(dòng)幅值與電流平均值之比）與相數(shù)的平方成反比。3.1.7復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐?.2變壓器隔離型DC/DC變換器3.2.1正激電路3.2.2反激電路3.2.3半橋電路3.2.4全橋電路采用這種結(jié)構(gòu)的變換原因：輸出端與輸入端需要隔離。某些應(yīng)用中需要相互隔離的多路輸出。輸出電壓與輸入電壓的比例遠(yuǎn)小于1或遠(yuǎn)大于1。交流環(huán)節(jié)采用較高的工作頻率，可以減小變壓器和濾波電感、濾波電容的體積和重量。變壓器整流電路濾波器直流交流交流脈動(dòng)直流直流逆變電路變壓器隔離型DC/DC變換器變壓器隔離型DC/DC變換器：先將直流逆變?yōu)榻涣?，再整流為直流電，也稱為直-交-直電路。3.2變壓

5、器隔離型DC/DC變換器采用較高的工作頻率，可以減小變壓器和濾波電感、濾波電容的體積和重量。3.2變壓器隔離型DC/DC變換器電感、電容和變壓器二次側(cè)的電壓或電流方程：令Δt=TS/n在電壓和電流不變的條件下，工作頻率越高，則所需濾波電感的電感值越??；所需濾波電容的電容值也越小；所需變壓器的繞組匝數(shù)越少，所需鐵心的橫截面積也越小，從而可以選用較小的濾波電感、濾波電容和變壓器。因此，通過提高工作頻率也可以使濾波電感、濾波電容和變壓器的體積和重量顯著降低。3.2變壓器隔離型DC/DC變換器工作頻率應(yīng)高于20kHz這一人耳的聽覺極限，以免變壓器和電感產(chǎn)生刺耳的噪聲。隨著電力半導(dǎo)

6、體器件和磁性材料的技術(shù)進(jìn)步，電路的工作頻率己達(dá)幾百kHz~幾MHz。由于工作頻率較高，逆變電路通常使用全控型器件，如MOSFET、IGBT等。整流電路中通常采用快恢復(fù)二極管或通態(tài)壓降較低的肖特基二極管。帶隔離變壓器的直流變換器都是由基本的直流斬波器派生而來。由降壓斬波器派生出正激變換器、半橋變換器、全橋變換器等，由升降壓斬波器派生出反激變換器。帶隔離變壓器的直流變換器分為單端和雙端電路兩大類。在單端電路中，變壓器中流過的是直流脈動(dòng)電流，而雙端電路中，變壓器中的電流為正負(fù)對(duì)稱的交流電流。3.2.1正激電路單開關(guān)正激電路的原理圖開關(guān)S開通后，變壓器繞組W1兩端的電壓為上正下負(fù)

7、，與其耦合的W2繞組兩端的電壓也是上正下負(fù)。因此VD1處于通態(tài)，VD2為斷態(tài)，電感L的電流逐漸增長。S關(guān)斷后，電感L通過VD2續(xù)流，VD1關(guān)斷，電感L電流逐漸減小。變壓器的勵(lì)磁電流經(jīng)N3繞組和VD3流回電源，所以S關(guān)斷后承受的電壓為1）正激電路的工作過程Sg000iLiSUdtttontofftt0uSt0t1t2Ud3.2.1正激電路BRBSBHO磁心復(fù)位過程2）變壓器的磁心復(fù)位S開通后，變壓器的激磁電流im1由零開始隨時(shí)間線性的增長，直到S關(guān)斷.S關(guān)斷后到下一次再開通的一段時(shí)間內(nèi)，必須設(shè)法使im1降回到零（變壓器的磁心復(fù)位