最新直流斩波电路PPT教学课件.ppt

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1、本章主要内容非隔离型斩波电路BUCK电路，BOOST电路，BUCK-BOOST电路，CUK电路。隔离型斩波电路正激变换电路，反激变换电路，推挽式变换电路，半桥变换电路，全桥逆变电路。DCtoDCConverters按主电路器件：半控型/全控型直流变换器的分类：按输入输出电压：降压式/升压式/升－降压式按工作范围：单象限/双象限/四象限按电路结构：单元电路/多元电路（单重、多重）按输入输出电隔离：非隔离/隔离(正激、反激、自激）按输入滤波结构：电流源/电压源按器件开关方式：硬开关电路/软开关电路DCtoDCC

2、onverters4.1概述DC/DC直流降压电路4.1.1直流斩波的基本工作原理直流－直流变换方案一:电阻降压4.1.1直流斩波的基本工作原理直流－直流变换方案二:串联晶体管4.1.1直流斩波的基本工作原理直流－直流变换方案三:串联单刀双掷开关,理想开关,无损耗4.1.1直流斩波的基本工作原理4.1.1直流斩波的基本工作原理直流－直流变换方案三:串联单刀双掷开关,理想开关,无损耗串联LC，滤出谐波,，滤波器的截止频率<<开关频率4.1.1直流斩波的基本工作原理直流－直流变换方案三:串联单刀双掷开关,理想开

3、关,无损耗BUCK电路增加控制回路4.1.1直流斩波的基本工作原理直流－直流变换方案三:串联单刀双掷开关,理想开关,无损耗定频调宽控制(PulseWidthModulation)实现：保持斩波周期不变，只改变开关导通时间，输出电压脉冲宽度随之改变。特点：电路基本工作频率固定，滤除输出电压中高次谐波的滤波器设计较容易。4.1.2直流斩波电路的基本控制方式定宽调频控制(PulseFrequencyModulation，简称PFM)实现：保持导通时间不变，改变斩波周期，即改变脉冲频率，达到改变占空比的目的，从而改

4、变电路输出电压平均值。特点：斩波电路和控制电路简单，但电路的控制频率是变化的，输出滤波器设计较困难。4.1.2直流斩波电路的基本控制方式调频调宽控制实现：同时改变斩波电路的工作周期和开关的导通时间，所以也称为混合控制（MixedControl）。特点是：可大幅度改变输出电压大小，但也存在着由于频率变化所引起的滤波器设计较困难的问题。4.1.2直流斩波电路的基本控制方式4.2非隔离型斩波电路电路结构全控型器件若为晶闸管，需有辅助关断电路续流二极管，在V关断期间续流负载出现的反电动势典型用途之一是拖动直流电动机

5、，也可带蓄电池负载，大多数情况为反电动势负载4.2.1降压斩波电路的结构及工作原理工作原理开关V有驱动信号时，导通，则VD截止。L储存能量，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。4.2.1降压斩波电路的结构及工作原理工作原理控制V关断后，VD导通续流。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。4.2.1降压斩波电路的结构及工作原理电感足够大，电流连续。则电路稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等负载电压平均值：输出负载电压平均值最大为E，改

6、变占空比可改变输出电压大小，所以此电路为降压斩波电路。4.2.1降压斩波电路的结构及工作原理应用：降压型直流开关电源稳压器，不可逆直流调速系统。不考虑元件损耗，电路输入功率与输出功率相等。4.2.1降压斩波电路的结构及工作原理储存电能电路结构保持输出电压4.2.2升压斩波电路的结构及工作原理此电路为降压电路不考虑开关极性情况下，逆时针方向旋转90°工作原理V导通时，VD截止，电源向电感提供能量，负载消耗能量由电容提供。负载电压等于电容电压。电感、电容足够大，可认为负载电压和电源电流恒定。4.2.2升压斩波电

7、路的结构及工作原理工作原理V关断时，VD导通，电源和电感同时向负载供电，电容充电。负载电压高于电源电压。4.2.2升压斩波电路的结构及工作原理工作原理4.2.2升压斩波电路的结构及工作原理电路数量关系设V通态的时间为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，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等：化简得：T/toff>1，输出电压高于电源电压，故为升压斩波电路4.2.2升压斩波电路的结构及工作原理电压升高的原因：电感L储能使电压泵升；电容C可将输出电压保持住。如果

8、忽略电路中的损耗，则由电源提供的能量仅由负载R消耗，即：升压斩波电路也可看作为直流变压器注意：升压斩波电路输出电压不可能低于输入电压。占空比不要接近为1，以免电路损耗。4.2.2升压斩波电路的结构及工作原理电路结构4.2.3升降压斩波电路的结构及工作原理基本工作原理V导通时，VD截止，电源向电感提供能量，电感储能；负载能量由电容提供。电容电压极性下正上负，与电源极性相反。4.2.3升降压斩波电路的结构及工作原理基