第2.1章 基本的PWM变换器主电路拓扑-1.ppt

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1、基本PWM变换器主电路拓扑2.1.1降压斩波电路2.1.2升压斩波电路2.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路2.1.4Sepic斩波电路和Zeta斩波电路理想的电力电子变换器为获得开关型变换器的基本工作特性，简化分析，假定的理想条件是：（1）开关管T和二极管D从导通变为阻断，或从阻断变为导通的过渡过程时间均为零；（2）开关器件的通态电阻为零，电压降为零。断态电阻为无限大，漏电流为零；（3）电路中的电感和电容均为无损耗的理想储能元件；（4）线路阻抗为零。电源输出到变换器的功率等于变换器的输出功率。ResponseofLandCInductorVoltageandCurr

2、entinSteadyStateVolt-secondsoverTequalzero.CapacitorVoltageandCurrentinSteadyStateAmp-secondsoverTequalzero.当分析电力电子电路时，有两个重要的稳态原理是很有用的，其一是在一周期内；电抗器两端的平均电压在稳态情况下为零。电抗器L两端的电压是uL(t)，流过的电流是iL(t)。按定义稳态情况下iL(t0+T)必等于iL(t0)，因此第二个重要的稳态原理：在一周期中，流过电容器的平均电流为零。2.1.1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

3、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（BuckChopper)2.1.1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

4、感L使负载电流连续且脉动小。2.1.1降压斩波电路电动机负载时数量关系电流连续负载电压平均值：（）（）ton——V通的时间toff——V断的时间a--导通占空比负载电流平均值：2.1.1降压斩波电路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。根据V处于通态和处于断态，初始条件分:电流连续CCM（ContinuousCurrentMode)指电感电流在整个开关周期中都不为零；电流断续DCM（DiscontinuousCurrentMode）指在开关管T阻断期间内经二极管续流的电感电流已降为零。电流临界：称为电感电流临界连续状

5、态：指开关管阻断期结束时，电感电流刚好降为零。基于“分段线性”的思想，对降压斩波电路进行解析分析V通态期间，设负载电流为i1，可列出如下方程：V断态期间，设负载电流为i2，可列出如下方程：降压斩波电路降压斩波电路把式I10和I20用泰勒级数近似，可得上式表示了平波电抗器L为无穷大，负载电流完全平直时的负载电流平均值Io，此时负载电流最大值、最小值均等于平均值。负载电流断续的情况：Uo被抬高，一般不希望出现。负载电流平均值为：输出电压平均值为：图2-5降压斩波电路波形滤波电感的作用：对交流高频电压电流呈高阻抗，对直流畅通无阻滤波电容的作用：对直流电流阻抗为无穷大，对交流电

6、流阻抗很小。Q：如何选取LC？vEo图2-3降压斩波电路原理图图2-4Buck变换器原理图及不同开关状态下的等效电路图图Buck电路图各点波形电流连续时电流连续时只有两种开关状态(2)开关状态2：T管阻断,D管导通(1)开关状态1：T管导通,D管阻断Q:电流连续模式跟哪些因素有关?用电感电流表达式求变压比MT导通、D截止T截止、D导通稳态时，电感电流增量等于电感电流降量：变压比、导通比的定义变压比与电路结构和导通比都有关系，它们之间的关系可用多种方法推导。由于滤波电容上的电压等于输出电压，电容两端的电压变化量实际上就是输出电压的纹波电压ΔU0，ΔU0的波形如图所示。因为

7、ic=iL-i0，当ic>i0时，C充电，输出电压Uo升高；当ic