第6章 直流变换器

《第6章 直流变换器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第6章直流斩波电路6.1斩波原理和控制方式6.2直流变换器的基本电路6.3负载为直流电动机时的斩波器结构6.4输入输出隔离的直流变换器6.5直流PWM的控制本章小结1第6章直流斩波电路·引言直流斩波电路（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。电路种类6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。复合斩波电路——不同结构基本斩波电路组合。多相多重斩波电路——相

2、同结构基本斩波电路组合。26.1斩波原理和控制方式36.1.2斩波器的控制方式斩波器的控制方式通常有三种：①脉宽调制控制方式：维持T不变，改变ton。②脉频调制控制方式：维持ton不变，改变T。③混合调制控制方式：ton和T都可调，使占空比改变。普遍采用的是脉宽调制控制方式。因为频率调制控制方式容易产生谐波干扰，而且滤波器设计也比较困难。46.2直流变换器的基本电路6.2.1降压斩波电路6.2.2升压斩波电路6.2.3升降压斩波电路56.2.1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

3、蓄电池负载。降压斩波电路（BuckChopper)66.2.1降压斩波电路工作原理c)电流断续时的波形EV+-MRLVDioEMuoiGtttOOOb)电流连续时的波形TEiGtontoffioi1i2I10I20t1uoOOOtttTEEiGiGtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEMa)电路图图6-1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。76.2.1降压

4、斩波电路数量关系电流连续负载电压平均值：（6-1）（6-2）ton——V通的时间toff——V断的时间a--导通占空比电流断续，Uo被抬高，一般不希望出现。负载电流平均值：86.2.1降压斩波电路斩波电路三种控制方式T不变，变ton—脉冲宽度调制（PWM）。ton不变，变T—频率调制。ton和T都可调，改变占空比—混合型。此种方式应用最多电力电子电路的实质上是分时段线性电路的思想。基于“分段线性”的思想，对降压斩波电路进行解析。分V处于通态和处于断态初始条件分电流连续和断续96.2.1降压斩波电路同样可以从能量传递关系出发进行的推导由于L为无穷大，故负载电流维持为I

5、o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。106.2.1降压斩波电路电流断续设初始阶段电流初始值为I10，电流最大值为I２0τ=L/R,ρ=T/τ;m=EM/E;t1/τ=(t1/T)(T/τ)=αρ（116.2.1降压斩波电路负载电流断续的情况：I10=0，且t=tx时，i2=0式（6-7）式（6-6）（6-16）tx

6、电路升压斩波电路（BoostChopper）保持输出电压储存电能电路结构1)升压斩波电路的基本原理136.2.2升压斩波电路工作原理假设L和C值很大。V处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。0iGE0ioI1图6-2升压斩波电路及工组波形a)电路图b)波形146.2.2升压斩波电路数量关系设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：（6-21）（6-20）化简得

7、：T/toff>1，输出电压高于电源电压，故为升压斩波电路。——升压比；升压比的倒数记作b，即。b和a的关系：因此，式（6-21）可表示为（6-26）（6-22）156.2.2升压斩波电路电压升高得原因：电感L储能使电压泵升的作用电容C可将输出电压保持住如果忽略电路中的损耗，则由电源提供的能量仅由负载R消耗，即：。（6-24）与降压斩波电路一样，升压斩波电路可看作直流变压器。输出电流的平均值Io为：(6-26)电源电流的平均值Io为：(6-26)166.2.2升压斩波电路2)升压斩波电路典型应用一是用于直流电动机传动二是用作单相功率因数校正（PFC）电路三是用于