《直流直流变流电路》PPT课件

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1、电力电子技术主讲人：崔纳新2010.9山东大学ShandongUniversity2www.sdu.edu.cn第5章直流直流变流电路5.1基本斩波电路5.2复合斩波电路和多相多重斩波电路5.3带隔离的直流直流变流电路本章小结3www.sdu.edu.cn■直流-直流变流电路（DC/DCConverter）包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。■直接直流变流电路◆也称斩波电路（DCChopper）。◆功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。◆一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况下输入与输出之

2、间不隔离。■间接直流变流电路◆在直流变流电路中增加了交流环节。◆在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此也称为直—交—直电路。引言4www.sdu.edu.cn5.1.1降压斩波电路5.1.2升压斩波电路5.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路5.1.4Sepic斩波电路和Zeta斩波电路5.1基本斩波电路5www.sdu.edu.cn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（BuckConverter)

3、5.1.1降压斩波电路6www.sdu.edu.cn5.1.1降压斩波电路工作原理c)电流断续时的波形EV+-MRLVDioEMuoiGb)电流连续时的波形ttOOTiGtontoffioi1i2I10I20ttO1uEoOOOtttTEEiGiGtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEMa)电路图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

4、动小。7www.sdu.edu.cn5.1.1降压斩波电路数量关系电流连续负载电压平均值：（5-2）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：tO1uEo8www.sdu.edu.cn5.1.1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ttOOTiGtontof

5、fioi1i2I10I20t9www.sdu.edu.cn5.1.1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。EV+-MRLVDioEMuoiG10www.sdu.edu.cn5.1.1降压斩波电路■例5-1在图5-1a所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=10Ω，L值极大，Em=30V，T=50μs，ton=20s,计算

6、输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。解：由于L值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为输出电流平均值为11www.sdu.edu.cn5.1.2升压斩波电路升压斩波电路（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12www.sdu.edu.cn5.1.2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5-2升

7、压斩波电路及工组波形a)电路图b)波形13www.sdu.edu.cn5.1.2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：（5-21）（5-20）化简得：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（5-21）可表示为（5-23）（5-22）14www.sdu.edu.cn5.1.2升压斩波电路电压升高得原因：电感L储能使

8、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：。（5-24）与降压斩波电路一样，升压斩波电路可看作直流变压器。15www.sdu.edu.cn5.1.2升压斩波电路输出电流的平均值Io为：(5-25)电源电流的平均值I1为：(5-26)16www.sdu.edu.cn5.1.2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