第3章_直流斩波电路

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1、第3章直流斩波电路直流斩波电路（DCChopper）将固定的直流电通过电力电子开关的作用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）概念：特点：效率高，体积小，重量轻，成本低一般指直接将直流电变为另一直流电，不包括直流—交流—直流第3章直流斩波电路应用：直流牵引变速拖动电气化铁路地铁车辆城市无轨电车电动自行车电动汽车直流电网蓄电池直流开关电源和电池供电的设备通信电源远程控制器笔记本电脑直流斩波电路的概念复合斩波电路——不同基本斩波电路组合多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合直流斩波电路的种类：6种基本

2、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，其中前两种是最基本的电路。基本斩波电路重点介绍最基本的两种基本电路---降压斩波电路---升压斩波电路3.1降压斩波电路(BuckChopper)1.工作原理图分析：全控型器件图中为IGBT，若为晶闸管，须有关断辅助电路续流二极管负载出现的反电动势动态演示3.1.1i1uGE降压斩波电路3.1.1T不变，变ton—脉冲宽度调制（PWM）ton不变，变T—脉冲频率调制(PFM)ton和T都可调，改变占空比—混合型降压斩波电路3.1.1此种方式应用最多3

3、.斩波电路三种控制方式：2.数量关系升压斩波电路原理图：保持输出电压3.1.2动态演示储存电能uGE升压斩波电路3.1.2升降压斩波电路升降压斩波电路原理图：3.1.3动态演示升降压斩波电路3.1.3基本工作原理图3-4升降压斩波电路及其波形a）电路图b）波形V通时，电源E经V向L供电使其贮能，此时电流为i1。同时，C维持输出电压恒定并向负载R供电。V断时，L的能量向负载释放，电流为i2。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路升降压斩波电路3.1.3复合斩波电路名词解释降压斩波电路和升压斩波电路的组合构成多相多重斩波电路相同

4、结构的基本斩波电路组合构成复合斩波电路和多相多重斩波电路3.2电流可逆斩波电路Acurrentreversiblechopper斩波电路用于拖动直流电动机时，常要使电动机既可电动运行，又可再生制动降压斩波电路拖动直流电动机时，如图3-1所示，电动机工作于第1象限图3-3所示升压斩波电路中，电动机工作于第2象限3.2.1电流可逆斩波电路：降压斩波电路与升压斩波电路组合，拖动直流电动机时，电动机的电枢电流可正可负，但电压只能是一种极性，故其可工作于第1象限和第2象限ELV1VD1uoioV2VD2EMMR原理图：电流可逆斩波电路Acurrentreversib

5、lechopper3.2.1V1和VD1构成降压斩波电路，由电源向直流电动机供电，电动机为电动运行，工作于第1象限分析：V2和VD2构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于第2象限必须防止V1和V2同时导通而导致的电源短路在一个周期内，电枢电流沿正、负两个方向流通，电流不断续，所以响应很快。电流可逆斩波电路Acurrentreversiblechopper3.2.1当降压斩波电路或升压斩波电路的电流断续而为零时，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。以下图为例说明。tta)O

6、Ob)uoioiV1iD1iV2iD2ELV1VD1uoioV2VD2EMMR电流可逆斩波电路：电枢电流可逆，两象限运行，但电压极性是单向的桥式可逆斩波电路Bridgechopper(H-bridgechopper)3.2.2当需要电动机进行正、反转以及可电动又可制动的场合（即四象限运行），须将两个电流可逆斩波电路组合起来，分别向电动机提供正向和反向电压，成为桥式可逆斩波电路使V4保持通时，等效为图3-7a所示的电流可逆斩波电路，向电动机提供正电压，可使电动机工作于第1、2象限，即正转电动和正转再生制动状态使V2保持通时，V3、VD3和V4、VD4等效为又

7、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象限图3-8桥式可逆斩波电路桥式可逆斩波电路Bridgechopper(H-bridgechopper)3.2.2名词解释多相多重斩波电路在电源和负载之间接入多个结构相同的基本斩波电路而构成相数一个控制周期中电源侧的电流脉波数重数负载电流脉波数多相多重斩波电路Multi-phasemulti-channelDC/DCconverter3.2.3示例：图3-9，3相3重降压斩波电路多相多重斩波电路3.2.3分析：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

8、平均值为单元输出电流平均值的3倍，脉动频率也为3倍由于3个单元电流