电力电子技术 第5章 直流斩波电路课件.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复合斩波电路和多相多重斩波电路5.3带隔离的直流变流电路本章小结1电力电子技术PowerElectronics三峡大学2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。3第5章直流斩波电路·引言电路种类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Zeta

2、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。4一般结构：完成的功能：直流电幅值变换直流电极性变换概述5二.理想直流变换器应具备的性能1.输入/输出端的电压均为平滑直流,无交流谐波分量2.输出阻抗为零概述6理想直流变换器应具备的性能：1.输出端的电压均为平滑直流,2.无交流谐波分量3.快速动态响应,抑制干扰的能力强4.高效率/小型化75.1基本斩波电路5.1.1降压斩波电路5.1.2升压斩波电路5.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路5.1.4Sepic斩波电路

3、和Zeta斩波电路85.1.1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)95.1.1降压斩波电路工作原理EV+-MRLVDioEMuoiGa)电路图图5-1降压斩波电路得原理图及波形10另一种电路拓扑115.1.1降压斩波电路有关参数数量关系125.1.1降压斩波电路斩波电路三种控制方式T不变，变ton—脉冲宽度调制PWM(PulseWidthModulation)。ton不变，变T

4、—频率调制。PFM（PulseFrequencyModulation）ton和T都可调，改变占空比—混合型。此种方式应用最多135.1.1降压斩波电路第3章3.1节介绍过：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。分V处于通态和处于断态初始条件分电流连续和断续14降压斩波电路15降压斩波电路16降压斩波电路17降压斩波电路185.1.1降压斩波电路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

5、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。195.1.1降压斩波电路负载电流断续的情况：P122例5-1205.1.1降压斩波电路负载电流断续的情况：P122例5-1215.1.2升压斩波电路升压斩波电路（BoostChopper）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225.1.2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，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。

6、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23主要波形直流-直流升压变换器（BOOST变换器）2425265.1.2升压斩波电路275.1.2升压斩波电路285.1.2升压斩波电路电压升高得原因：电感L储能使电压泵升的作用电容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：。（5-24）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：（5-25)电源电流的平均值Io为：

7、（5-26)295.1.2升压斩波电路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（PFC）电路三是用于其他交直流电源中305.1.2升压斩波电路图5-3用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形a）电路图b）电流连续时c）电流断续时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的，不必并联电容器。315.1.2升压斩波电路数量关系325.1.2升压斩波电路335.1.2升压斩波电路345.1.2升压斩波电路35与降压斩

8、波电路一样，把上面两式用泰勒级数线性近似，得（5-35）该式表示了L为无穷大时电枢电流的平均值Io，即（5-36）该式表明，以电动机一侧为基准看，可将直流电源看作是被降低到了。5.1.2升压斩波电路365.1.2升压斩波电路图5-3用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形tOTOEtc)uoioi1i2t1t2txtontoffI20P124例5-2375.1.3升降