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时间:2018-10-07
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1、直流斩波电路(DCChopper)的功能是将直流电变为固定电压或可调电压的直流电,也称为直接直流-直流变换器(DC/DCConverter)。目前比较基本的和较为常用的直流斩波电路有以下几种:一)降压斩波电路(BuckChopper)1、电路图如下:2、降压斩波电路原理:在t=0时驱动V导通,电源E向负载供电,负载uo=E,负载电流io按指数曲线上升。当t=t1时刻,控制V关断,负载电流经二极管VD续流,负载电压uo近似为零,负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小,通常串接L值较大的电感。只一个周期T结束,再驱动V导
2、通,重复上一周期过程。当电路工作于稳态时,负载电流在一个周期的初值和终值相等Uo的值与占空比(alpha)成正比。3、典型应用:拖动直流电机,带蓄电池负载二)升压斩波电路(BoostChopper)1、电路图如下:2、升压斩波电路的原理:假设电路中电感L很大,电容C很大。当V导通,电源E向L充电,充电电流基本恒定位为I1,同时电容C上的电压向负载R供电,由于C值很大,基本保持输出电压uo位恒值,记为Uo。当V关断的时候电源与电感L同时对电容C充电,并且向负载R提供能量。当电路工作稳定时,有如下方程:Uo=(ton+toff)E/
3、toff=TE/toff由上式可知,输出电压高于电源电压。3、典型应用:直流电动机传动,单项功率因数校正(PowerFactorCorrection—PFC)电路,用于其他交直流电源中三)升降压斩波电路(Boost-BuckChopper)1、电路图如下:2、升降压斩波电路原理:假设电感L很大,电容C很大,致使电感电流iL和电容典雅即负载电压uo基本为恒值。V导通,L充电,有电流i1。同时有电容C维持输出电压基本恒定并向负载R供电。V关断,电感L向负载提供其所储存的能量,此时有电流i2。可见负载电压极性与电源电压极性相反,故此电
4、路又称为反极性斩波电路。稳态时,输出电压有:Uo=α1-αE由此知:05、理图:SepicZeta2、Sepic斩波电路原理:V导通,E—L1—V回路与C1—V—L2回路同时导电,L1和L2储能。V关断,E—L1—C1—VD——负载(C2和R)回路及L2—VD—负载回路同时导电,此阶段E和L1既向负载供电,同时也向C1充电,C1贮存的能量在V导通时向L2转移。3、Zeta斩波电路原理:V导通,电源E经开关V向电感L1贮能。同时,E和C1共同向负载R供电,并向C2充电。V关断后,L1经VD向C1充电,其贮存的能量转移至C1。同时C2向负载供电,L2的电流则经VD续流。此外,还可将升压斩波电路和降压斩波电6、路组合,即可构成复合斩波电路。如电流可逆斩波电路,桥式可逆斩波电路,多想多重斩波电路等。对升压斩波电路性能的研究电路图如下:在实验中所测得的波形如下:一)WM的工作原理:1)什么是PWM?PWM(PulseWidthModulation)控制脉冲宽度调节技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的波形(含形状和幅值)。2)PWM控制技术在逆变电路中应用最广,应用的逆变电路绝大部分是PWM型的。3)PWM的工作原理:I理论基础:冲量相等而形状不同的脉冲加在具有惯性的环节上式,其效果基本相同。冲量即指窄脉冲的面积。效果7、基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。低频段非常接近,仅在高频段略有差异。II面积等效原理:分别将图1所示的电压窄脉冲加在一节惯性环节上,如图2a所示。其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图2b所示。图如下:从波形可以看出,在i(t)的上升段,i(t)的形状也略有不同,但其下降断则几乎完全相同。脉脉冲越窄,各i(t)响应波形的差异越小。如果周期性的施加上脉冲,则响应i(t)也是周期性的。用傅里叶级数分解后将可看出,个i(t)在低频段的特性将非常接近,仅在高频段有所不同。用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦8、半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重点,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化。SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM的。更要改变等效输出正弦波幅值,按同一比例改变各脉冲宽度即可。II
5、理图:SepicZeta2、Sepic斩波电路原理:V导通,E—L1—V回路与C1—V—L2回路同时导电,L1和L2储能。V关断,E—L1—C1—VD——负载(C2和R)回路及L2—VD—负载回路同时导电,此阶段E和L1既向负载供电,同时也向C1充电,C1贮存的能量在V导通时向L2转移。3、Zeta斩波电路原理:V导通,电源E经开关V向电感L1贮能。同时,E和C1共同向负载R供电,并向C2充电。V关断后,L1经VD向C1充电,其贮存的能量转移至C1。同时C2向负载供电,L2的电流则经VD续流。此外,还可将升压斩波电路和降压斩波电
6、路组合,即可构成复合斩波电路。如电流可逆斩波电路,桥式可逆斩波电路,多想多重斩波电路等。对升压斩波电路性能的研究电路图如下:在实验中所测得的波形如下:一)WM的工作原理:1)什么是PWM?PWM(PulseWidthModulation)控制脉冲宽度调节技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的波形(含形状和幅值)。2)PWM控制技术在逆变电路中应用最广,应用的逆变电路绝大部分是PWM型的。3)PWM的工作原理:I理论基础:冲量相等而形状不同的脉冲加在具有惯性的环节上式,其效果基本相同。冲量即指窄脉冲的面积。效果
7、基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。低频段非常接近,仅在高频段略有差异。II面积等效原理:分别将图1所示的电压窄脉冲加在一节惯性环节上,如图2a所示。其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图2b所示。图如下:从波形可以看出,在i(t)的上升段,i(t)的形状也略有不同,但其下降断则几乎完全相同。脉脉冲越窄,各i(t)响应波形的差异越小。如果周期性的施加上脉冲,则响应i(t)也是周期性的。用傅里叶级数分解后将可看出,个i(t)在低频段的特性将非常接近,仅在高频段有所不同。用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦
8、半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重点,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化。SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM的。更要改变等效输出正弦波幅值,按同一比例改变各脉冲宽度即可。II
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