《直流斩波》PPT课件

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1、第三章直流斩波电路直流斩波电路将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,也称为直接直流--直流变换器。即DC/DC变换。直流斩波一般是指直接将直流电变为另一直流电，不包括直流—交流—直流。直流斩波电路的种类（1）6种基本斩波电路：①降压斩波电路、②升压斩波电路、③升降压斩波电路、④Cuk斩波电路、⑤Sepic斩波电路和⑥Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路。（2）复合斩波电路——不同基本斩波电路组合。（3）多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合。重点介绍最基本的两种基本电路---降压斩波电路和升压斩波电路。返

2、回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。3.1基本斩波电路3.1.1降压斩波电路IGBT绝缘栅极双极晶体管工作原理大电感负载：电流连续时t=0时驱动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。电感较小时：输出电压被抬高导通占空比动画降压斩波电路及其波形返回下面根据斩波器导通模型求解电路参数与输入输出电压电流之间的关系。

3、设IGBT导通期间，负载电流为i1，则对应电压方程为：τ=L/R，且t=0时，i1=I10V断态时，负载电流为i2，则对应电压方程为：t=ton时，i2=I20电流连续时有：t=t1=ton时，i1=I20;t=T时，i2=I10其中：可知I10和I20分别是负载电流瞬时值的最小值和最大值。当平波电抗器L为无穷大时，负载电流完全平直，此时负载电流最大值、最小值均等于平均值。故有：负载电流断续的情况：当V导通至t1时,i1=I20,起始值I10=0，则：当V截止tx时,i2=0,(此时:t=ton+tx)tx

4、断续，故电流断续的条件: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Io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。斩波电路三种控制方式:1.脉冲宽度调制（PWM）—T不变，变ton；2.频率调制—ton不变，变T；3.混合型—ton和T都可调，改变占空比；此种方式应用最多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3.1.2升压斩波电路工作原理假设L和

5、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。动态演示。0iGE0ioI1a)电路图b)波形升压斩波动画返回数量关系设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。——升压比；升压比的倒数记作b，即。b和a的关系：电压升高得原因：电感L储能使电压泵升的作

6、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：。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：电源电流的平均值I1为：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电路三是用于其他交直流电源中ttTEioOOb)a)i1i2I10I20I10tontofftOTOEtc)uoioi1i2t1t2txtontoffI20uo用于直流电动机传动再生制动时把电能回馈给直流电源。电动机电枢电流连续和断续两种工作状态。直流电源的电压基本是恒定

7、的，不必并联电容器。动画演示。io数量关系当V处于通态时，设电动机电枢电流为i1，得下式：(3-27)当V处于断态时，设电动机电枢电流为i2，得下式：（3-29）当电流连续时，考虑到初始条件，近似L无穷大时电枢电流的平均值Io，即（3-36）该式表明，以电动机一侧为基准看，可将直流电源电压看作是被降低到了。如图3-3c，当电枢电流断续时：当t=0时刻i1=I10=0，令式（3-31）中I10=0即可求出I20，进而可写出i2的表达式。另外，当t=t2时，i2=0，可求得i2持续的时间tx，即图3-3用于直流电动机回馈能量的

8、升压斩波电路及其波形--------电流断续的条件tx