电力电子技术第5章 直流斩波电路.ppt

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1、第5章直流斩波电路1回顾电力电子器件——交流变直流—整流开关2直流变直流——斩波3第5章直流斩波电路直流斩波电路（DCChopper）将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。也称为直流--直流变换器（DC/DCConverter）。一般指直接将直流电变为另一直流电，不包括直流—交流—直流。4第5章直流斩波电路一、斩波的原理二、斩波电路的控制方式三、斩波电路的应用四、斩波电路的分类五、基本斩波电路▲▲5一、斩波的原理S是开关，由电力电子器件构成S闭合（ton），U0＝Ui；S断开（toff），U0＝0工作周期：T＝ton+toff★占空比α＝ton/

2、T6一、斩波的原理根据波形计算输出电压平均值：考虑如何改变输出电压Uo？调整改变α——改变ton/T7二、斩波电路的控制方式1.保持T不变，改变tonPWM——脉冲宽度调制（脉冲调宽型）2.保持ton不变，改变T（保持toff不变，改变T）频率调制或调频型3.ton与T都改变调频调宽型（混合型）如何改变占空比α——ton/T？89三、斩波电路的应用电源可调直流开关电源各类使用电池供电的设备直流电动机驱动装置无轨电车、地铁蓄电池供电的无级变速机动车电动汽车10111213141516四、斩波电路的分类基本斩波电路：降压斩波电路升压斩波电路升降压斩波电路C

3、uk斩波电路Sepic斩波电路Zeta斩波电路复合斩波电路多相多重斩波电路——不同结构基本斩波电路组合——相同结构基本斩波电路组合17五、基本斩波电路1.降压斩波电路2.升压斩波电路181.降压斩波电路电路结构全控型器件若为晶闸管，须有辅助关断电路。续流二极管负载出现的反电动势典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。降压斩波电路（BuckChopper)191.降压斩波电路⑴工作原理c)电流断续时的波形EV+-MRLVDioEMuoUGEtttOOOb)电流连续时的波形TEUGEtontoffioi1i2I10I20t1uoOOOtttTEEU

4、GEiGtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEMa)电路图图3-1降压斩波电路得原理图及波形t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数曲线上升。t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。动画演示。20⑵数量关系①电流连续负载电压平均值：（3-1）（3-2）ton——V通的时间toff——V断的时间α——导通占空比②电流断续，Uo被抬高，一般不希望出现。负载电流平均值：21③I10=？I20=？基于“分段线性”的思想，对降压斩

5、波电路进行解析。V为通态期间，设负载电流为i1，可列出如下方程：（3-3）设此阶段电流初值为I10，=L/R，解上式得（3-4）V为断态期间，设负载电流为i2，可列出如下方程：（3-5）设此阶段电流初值为I20，解上式得：（3-6）221.降压斩波电路)(2210=tiI（3-7）)(1120=tiI（3-8）式中:；；；由式（3-4）、（3-6）、（3-7）和（3-8）得出：（3-4）（3-6）t223（3-9）（3-10）用泰勒级数近似（3-11）上式表示了平波电抗器L为无穷大，负载电流完全平直时的负载电流平均值Io，此时负载电流最大值、最小值均

6、等于平均值。1.降压斩波电路24例题如图所示降压斩波电路中，已知E=100V，R=5，L值极大，EM=20V。采用脉宽调制控制方式，当时，计算输出电压平均值、输出电流平均值解：25⑶降压斩波器=直流降压变压器？从能量传递关系出发进行推导由于L为无穷大，故负载电流维持为Io不变电源只在V处于通态时提供能量，为在整个周期T中，负载消耗的能量为输出功率等于输入功率，可将降压斩波器看作直流降压变压器。一周期中，忽略损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等。261.降压斩波电路⑷　负载电流断续的情况：I10=0，且t=ton+tx时，i2=0式（3-7）式（

7、3-6）（3-16）tx

8、ton，此阶段L上积蓄的能量为设V断态的时间为toff，则此期间电感L释放能量为稳态时，一个周