电力电子技术ppt课件.ppt

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1、第5章直流斩波电路5.1基本斩波电路5.2复合斩波电路1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。25.1基本斩波电路5.1.1降压斩波电路5.1.2升压斩波电路5.1.5升降压斩波电路返回35.1.1降

2、压斩波电路电路结构续流二极管典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。动画演示返回45.1.1降压斩波电路波形分析1）电流连续返回55.1.1降压斩波电路波形分析2）电流断续返回65.1.1降压斩波电路◆基本的数量关系电流连续时√负载电压的平均值为:√负载电流平均值为:式中，ton为V处于通态的时间，toff为V处于断态的时间，T为开关周期，为导通占空比，简称占空比或导通比。电流断续时，负载电压uo平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情况。◆斩波电路有三种控制方式脉冲宽度调制（PWM）：T不变，改变ton。频率调制：ton不变，改变T。混合型：ton和T都可调，改变占空比(

3、5-1)(5-2)5.1.1降压斩波电路数量关系（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。返回85.1.1降压斩波电路基于分时段线性电路这一思想，按V处于通态和处于断态两个过程来分析，初始条件分电流连续和断续。◆电流连续时得出式中，，，，I10和I20分别是负载电流瞬时值的最小值和最大值。把式（5-9）和式（5-10）用泰勒级数近似，可得平波电抗器L为无穷大，此时负载电流最大值、最小值均等于

4、平均值。(5-9)(5-10)(5-11)数量关系（从瞬态过程分析、略)5.1.1降压斩波电路数量关系（从瞬态过程分析、略）负载电流断续的情况：I10=0，且t=tx时，i2=0式（5-7）式（5-6）（5-16）tx

5、15.1.1降压斩波电路■例5-2在图5-1a所示的降压斩波电路中，E=100V，L=1mH，R=0.5Ω，Em=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20s，当ton=5s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。解：由题目已知条件可得：当ton=5s时，有由于所以输出电流连续。125.1.1降压斩波电路此时输出平均电压为:输出平均电流为:输出电流的最大和最小值瞬时值分别为:135.1.2升压斩波电路保持输出电压储存电能电路结构返回145.1.2升压斩波电路工作原理假设L和C值很大。V处于通态时，电源E向电感L充电，电流

6、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。0iGE0ioI1图5-2升压斩波电路及工组波形a)电路图b)波形返回15V通时，E向L充电，充电电流恒为I1，同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压uo为恒值，记为Uo。设V通的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为数量关系(直接从能量角度分析）V断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为toff，则此期间电感L释放能量为5.1.2升压斩波电路（5-20）返回165.1.2升压斩波电路数量关系（5-21）（5-20）化简得：T/toff>1，输出电压高于电源

7、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：因此，式（5-21）可表示为（5-25）（5-22）返回17T/toff>1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路T/toff——升压比；升压比的倒数记作，即和的关系：因此，U0可表示为以上分析中，认为V通态期间因电容C的作用使得输出电压Uo不变，但实际C值不可能无穷大，在此阶段其向负载放电，Uo必然会有所下降，故实际输出电压会略低。5.1.2升压斩波电路返