电力电子技术-5.1直流斩波课件.ppt

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1、第5章直流-直流变换电路Dc-DcConverters学习直流变换中的开关和主要变换技术；研究直流斩波变换器的运行原理；了解直流变换的主要性能参数；学习直流斩波变换器的设计、分析方法；研究负载阻抗对负载电流和电流连续条件的影响。1IntrodctionInmanyindustrialapplications,itisrequiredtoconvertafixed-voltagedcsourceintoavariable-voltagedcsource.Adcconvertercanbeconsideredasdcequivalenttoanactransformer

2、withacontinuouslyvariableturnsratio.Likeatransformer,itcanbeusedtostepdownorstepupadcvoltagesource.2IntrodctionDcconvertersarewidelyusedfortractionmotorcontrolinelectricautomobiles,trolleycars.marinehoists,forklifttrucks,andminehaulers.Theyprovidesmoothaccelerationcontrol,highefficienc

3、y,andfastdynamicresponse.Dcconverterscanbeusedinregenerativebrakingofdcmotorstoreturnenergybackintothesupply,andthisfeatureresultsinenergysavingsfortransportationsystemswithfrequentstops.Dcconvertersareusedindcvoltageregulators;andalsoareused,inconjunctionwithaninductor,togenerateadccu

4、rrentsource,especiallyforthecurrentsourceinverter..3第5章直流斩波电路·引言直流斩波电路（DCChopper）将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。也称为直流--直流变换器（DC/DCConverter）。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。电路种类6种基本斩波电路：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。复合斩波电路——不同结构基本斩波电路组合。多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合。4理想的电力电子变换器功率开关器件通断

5、过渡时间为0；功率开关器件通态电阻为0、压降为0；断态电阻为无穷大、漏电流为0；电感、电容均为无损耗理想储能元件；线路阻抗为0，变换器输入输出功率相等。直流－直流变换器的系统组成55.1基本斩波电路5.1.1降压斩波的工作原理当称为斩波器的开关SW闭合时，输出电压等于输入电压，到t1时刻开关断开，输出0；时刻T周期重复。输出电压的平均值因一周期内开关闭合的时间长短而改变。6讨论：占空比可以通过t1、T或f的改变在0到1间变化，使输出电压从0到E间改变。恒频，变t1。称为pulse-width-modulation(PWM)控制t1或t2不变，变开关频率f。称为fre

6、quencymodulation控制。频率应覆盖足够范围保证输出电压变化范围要求。此类控制因输出电压的谐波频率不可预测，使滤波的设计比较困难，应用较少。为简化讨论，忽略了实际的功率开关器件导通时有0.5~2V的导通压降，以及功率器件的开关过程影响。7例降压电路性能的分析计算效率计算只考虑了器件导通损耗，忽略了开关损耗。实际电路的效率在92～99％之间。输出电压含有谐波，通常需要滤波。考虑导通压降8PWM控制信号的生成方法脉冲宽度调制电路控制信号比较器周期信号开关控制信号95.1.1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。续流二极管负载可能出现的反

7、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)105.1.1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)电路图降压斩波电路得原理图及波形通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。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，