直流-直流变换电路

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1、3.1直接DC/DC变换电路3.1.1降压斩波电路3.1.2升压斩波电路3.1.3升降压斩波电路3.1.4Cuk斩波电路3.1.5Sepic斩波电路3.1.6Zeta斩波电路3.1.7复合斩波电路和多相多重斩波电路3.1.1降压斩波电路升压斩波电路3.1.23.1.7复合斩波电路和多相多重斩波电路复合斩波电路——降压斩波电路和升压斩波电路组合构成多相多重斩波电路——相同结构的基本斩波电路组合构成电流可逆斩波电路:降压斩波与升压斩波电路组合。因电枢电流可正可负，但电压只有一种极性，故可工作于第1、2象限。V1和VD1构成降压斩波电路，电动机为电动运行，工作于第1象限。V2和

2、VD2构成升压斩波电路，电动机作再生制动运行，工作于第2象限。防止V1和V2同时导通而导致的电源短路降压运行时的波形升压运行时的波形00uottio0uottio电流可逆斩波电路a)电路图第3种工作方式：一个周期内交替地作为降压斩波电路和升压斩波电路工作。当一种斩波电路电流断续而为零时，使另一个斩波电路工作，让电流反方向流过，这样电动机电枢回路总有电流流过。在一个周期内，电枢电流沿正、负两个方向流通，电流不断，所以响应很快。3.1.7复合斩波电路和多相多重斩波电路ttb)uoioiV1iD1iV2iD2桥式可逆斩波电路——两个电流可逆斩波电路组合起来，分别向电动机提供正向

3、和反向电压。桥式可逆斩波电路使V4保持通时，等效为电流可逆斩波电路，提供正电压，可使电动机工作于第1、2象限。使V3保持通时，V1、VD1和V2、VD2等效为又一组电流可逆斩波电路，向电动机提供负电压，可使电动机工作于第3、4象限。3.1.7复合斩波电路和多相多重斩波电路tOtttttttOOOOOOOu1u2u3uoi1i2i3io3相3重降压斩波电路电路结构：相当于由3个降压斩波电路单元并联而成总输出电流为3个斩波电路单元输出电流之和，其平均值为单元输出电流平均值的3倍，脉动频率也为3倍。总的输出电流脉动幅值变得很小。所需平波电抗器总重量大为减轻。总输出电流最大脉动率

4、（电流脉动幅值与电流平均值之比）与相数的平方成反比。3.1.7复合斩波电路和多相多重斩波电路3.2变压器隔离型DC/DC变换器3.2.1正激电路3.2.2反激电路3.2.3半桥电路3.2.4全桥电路采用这种结构的变换原因：输出端与输入端需要隔离。某些应用中需要相互隔离的多路输出。输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1。交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量。变压器整流电路滤波器直流交流交流脉动直流直流逆变电路变压器隔离型DC/DC变换器变压器隔离型DC/DC变换器：先将直流逆变为交流，再整流为直流电，也称为直-交-直电路。3.2变压

5、器隔离型DC/DC变换器采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量。3.2变压器隔离型DC/DC变换器电感、电容和变压器二次侧的电压或电流方程：令Δt=TS/n在电压和电流不变的条件下，工作频率越高，则所需滤波电感的电感值越小；所需滤波电容的电容值也越小；所需变压器的绕组匝数越少，所需铁心的横截面积也越小，从而可以选用较小的滤波电感、滤波电容和变压器。因此，通过提高工作频率也可以使滤波电感、滤波电容和变压器的体积和重量显著降低。3.2变压器隔离型DC/DC变换器工作频率应高于20kHz这一人耳的听觉极限，以免变压器和电感产生刺耳的噪声。随着电力半导

6、体器件和磁性材料的技术进步，电路的工作频率己达几百kHz~几MHz。由于工作频率较高，逆变电路通常使用全控型器件，如MOSFET、IGBT等。整流电路中通常采用快恢复二极管或通态压降较低的肖特基二极管。带隔离变压器的直流变换器都是由基本的直流斩波器派生而来。由降压斩波器派生出正激变换器、半桥变换器、全桥变换器等，由升降压斩波器派生出反激变换器。带隔离变压器的直流变换器分为单端和双端电路两大类。在单端电路中，变压器中流过的是直流脉动电流，而双端电路中，变压器中的电流为正负对称的交流电流。3.2.1正激电路单开关正激电路的原理图开关S开通后，变压器绕组W1两端的电压为上正下负

7、，与其耦合的W2绕组两端的电压也是上正下负。因此VD1处于通态，VD2为断态，电感L的电流逐渐增长。S关断后，电感L通过VD2续流，VD1关断，电感L电流逐渐减小。变压器的励磁电流经N3绕组和VD3流回电源，所以S关断后承受的电压为1）正激电路的工作过程Sg000iLiSUdtttontofftt0uSt0t1t2Ud3.2.1正激电路BRBSBHO磁心复位过程2）变压器的磁心复位S开通后，变压器的激磁电流im1由零开始随时间线性的增长，直到S关断.S关断后到下一次再开通的一段时间内，必须设法使im1降回到零（变压器的磁心复位