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負載為直流電動機時的斬波器結(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。復合斬波電路——不同結(jié)構(gòu)基本斬波電路組合。多相多重斬波電路——相同結(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。因為頻率調(diào)制控制方式容易產(chǎn)生諧波干擾，而且濾波器設計也比較困難。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，須有輔助關斷電路。續(xù)流二極管負載出現(xiàn)的反電動勢典型用途之一是拖動直流電動機，也可帶蓄電池負載。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)時的波形EV+-MRLVDioEMuoiGtttOOOb)電流連續(xù)時的波形TEiGtontoffioi1i2I10I20t1uoOOOtttTEEiGiGtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEMa)電路圖圖6-1降壓斬波電路得原理圖及波形t=0時刻驅(qū)動V導通，電源E向負載供電，負載電壓uo=E，負載電流io按指數(shù)曲線上升。t=t1時控制V關斷，二極管VD續(xù)流，負載電壓uo近似為零，負載電流呈指數(shù)曲線下降。通常串接較大電感L使負載電流連續(xù)且脈動小。76.2.1降壓斬波電路數(shù)量關系電流連續(xù)負載電壓平均值：（6-1）（6-2）ton——V

4、通的時間toff——V斷的時間a--導通占空比電流斷續(xù)，Uo被抬高，一般不希望出現(xiàn)。負載電流平均值：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。此種方式應用最多電力電子電路的實質(zhì)上是分時段線性電路的思想?；凇胺侄尉€性”的思想，對降壓斬波電路進行解析。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系出發(fā)進行的推導由于L為無窮大，故負載電流維持為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載消耗的能量相等。106.2.1降壓斬波電路電流斷續(xù)設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降壓斬波電路負載電流斷續(xù)的情況：I10=0，且t=tx時，i2=0式（6-7）式（6-6）（6-16）tx

6、電路工作原理假設L和C值很大。V處于通態(tài)時，電源E向電感L充電，電流恒定I1，電容C向負載R供電，輸出電壓Uo恒定。V處于斷態(tài)時，電源E和電感L同時向電容C充電，并向負載提供能量。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)量關系設V通態(tài)的時間為ton，此階段L上積蓄的能量為設V斷態(tài)的時間為toff，則此期間電感L釋放能量為穩(wěn)態(tài)時，一個周期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?！龎罕?；升壓比的倒數(shù)記作b，即。b和a的關系：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用一是用于直流電動機傳動二是用作單相功率因數(shù)校正（PFC）電路三是用于