电力电子技术 山大 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本章小结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

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斩波电路和Zeta斩波电路35.1.1降压斩波电路电路结构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)45.1.1降压斩波电路工作原理图5-1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。通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。动画演示。55.1.1降压斩波电路数量关系电流连续负载电压平均值：（5

3、-1）（5-2）ton——V通的时间toff——V断的时间a--导通占空比电流断续，Uo被抬高，一般不希望出现。负载电流平均值：65.1.1降压斩波电路工作原理图5-1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。t=t1+tx时，电流为零，VD截止负载电压uo=EM。动画演示。75.1.1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）。ton不变，变T—频率调制。ton和T都可调，改

4、变占空比—混合型。此种方式应用最多基于“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8参数计算:(1)电流的瞬时值:①当V导通时有:解此方程:t=0时使V导通,导通前:导通后:5.1.1降压斩波电路9电感电路电流不突变,则有:i0+=i0-5.1.1降压斩波电路10②当V断态期间，设负载电流为i0=i2，可列出如下方程：设此阶段电流初值为I20，解上式得5.1.1降压斩波电路11(2)电流波动值:①电流连续时:t=t1=ton时i1=I20(V导通的时间为t1)t=T时,i2=I10则:5.1.1降压斩波电路12由

5、以上两式可得:式中:5.1.1降压斩波电路13由图3-1b可知，I10和I20分别是负载电流瞬时值的最小值和最大值。当平波电抗器L为无穷大时，负载电流完全平直，此时负载电流最大值、最小值均等于平均值。5.1.1降压斩波电路可看作是直流变压器145.1.1降压斩波电路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。155.1.1降压斩波电路负载电流断续的情况：当

6、V导通至t1时，i1=I20，起始值I10=0且t=ton+tx时，i2=0则:165.1.1降压斩波电路负载电流断续的情况：（5-16）tx

7、态演示。0iGE0ioI1图5-2升压斩波电路及工组波形a)电路图b)波形195.1.2升压斩波电路数量关系设V通态的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为设V断态的时间为toff，则此期间电感L释放能量为稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等：（5-21）（5-20）化简得：T/toff>1，输出电压高于电源电压，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（5-23）（5-22）205.1.2升压斩波电路电压升高的原因：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

8、提供的能量仅由负载R消耗，即：。（5-24）与降压斩