《部分直流斬波電路》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)2021/7/152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)榱硪恢绷麟姡话ㄖ绷鳌涣鳌绷髁?xí)慣

2、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■2021/7/1533.1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■2021/7/1543.1.1降壓斬波電路斬波電路的典型用途之一是拖動直流電動機(jī)，也可帶蓄電池負(fù)載，兩種情況下負(fù)載中均會出現(xiàn)反電動勢，如圖中EM所示圖3

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)時的波形c）電流斷續(xù)時的波形工作原理t=0時刻驅(qū)動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)且脈動小通常使串接的電感L值較大■2021/7/1553.1.1降壓斬波電路數(shù)量關(guān)系電流連續(xù)時，負(fù)載電壓平均值（3-1）ton——V通的時間toff——V斷的時間a--導(dǎo)通占空比Uo最大為E，減小占空比a，Uo隨之減小。因此稱為降壓斬波電路。負(fù)載電流平均值（3-2）電

4、流斷續(xù)時，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)時的波形c）電流斷續(xù)時的波形■2021/7/1563.1.1降壓斬波電路斬波電路三種控制方式（根據(jù)對輸出電壓平均值進(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)時的波形c）電流斷續(xù)時的波形基于“分段線性”的思想，對降壓斬波電路進(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：（3-3）■2021/7/157設(shè)此階段電流

5、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，可列出如下方程：（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，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)時的波形c）電流斷續(xù)時的波形3.1.1降壓斬波電路■2021/7/158即V進(jìn)入通態(tài)時的電流初值就是V在斷態(tài)階段結(jié)束時的電流值，反過來，V進(jìn)入斷態(tài)時的電流初值就是V在通態(tài)階段結(jié)束時的電流值。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I20分別是負(fù)載電流瞬時值的最小值和最大值。把

6、式（3-9）和式（3-10）用泰勒級數(shù)近似，可得（3-11）上式表示了平波電抗器L為無窮大，負(fù)載電流完全平直時的負(fù)載電流平均值Io，此時負(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■2021/7/159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)時提供能量，為在整個周期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值為無窮大，負(fù)載電流平直的情況。這種情況下，假設(shè)電源電流平均值為I1，則有（3-1

7、4）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■2021/7/1510負(fù)載電流斷續(xù)的情況：I10=0，且t=tx時，i2=0，利用式（3-7）和式（3-6）可求出tx為：（3-16）電流斷續(xù)時，tx

8、電流平均值為（3-19）3.1.1降壓斬波電路■2021/7/1511穩(wěn)態(tài)時，一個周期T中L積蓄能量與釋放能量相等（3-2