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1、第2章PWM直流变换电路2.1概述2.2单象限无隔离电路2.3单象限隔离型电路2.4双象限电路2.5四象限电路2.6多相多重电路2.1概述电力电子电路的分类按电路作用：功率电路（主电路）、控制电路按变换功能：交流变换电路、整流电路、直流变换电路、逆变电路按构成器件：半控型电路、全控型电路按电隔离能力：绝缘型、非绝缘型电路按变换级数：直接变换、间接变换电路2.1概述电力电子电路的分类按控制方式：相控式、频控式、斩控式、组合式按开关环境：硬开关电路、软开关电路按电能流传方向：单向电路、双向电路按输出电压：高压电路、低压电路按电路构成：基
2、本电路、组合电路2.1概述直流变换电路：变换直流电能参数的电路直流变换电路的分类：按输入输出电压：降压、升压、升降压电路按工作范围：单象限、双象限、四象限电路按变换级数：直接式、间接式电路按入端滤波：电压源、电流源电路按电路耦合：电耦合、磁耦合电路按电路构成：基本电路、组合电路2.1概述直流变换电路的基本用途：直流调速电源开关电源直流电源DC-DC主电路负载控制电路一般应用结构2.2.1单象限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L0和C0组成LPF降压斩波电路（BuckChopper)工作原理当时,
3、控制信号使得T导通,D截止,向L0充磁,向C0充电当时,T截止,D续流,U0靠C0放电和L0中电流下降维持假设:1.T,D均为理想器件2.L0较大,使得在一个周期内电流连续且无内阻3.直流输出电压U0为恒定4.整个电路无功耗5.电路已达稳态2.2.1单象限降压斩波电路2.2.1单象限降压斩波电路电流连续状态CCM2.2.1单象限降压斩波电路电路分析1.电感电流iL表达式当储能当时,达到最大值,当时,放能当时,达到最小值2.2.1单象限降压斩波电路伏秒平衡定律的证明：电流增量：即：输出电压增益输出电流平均值I0输入功率输出电压输出电流
4、2.2.1单象限降压斩波电路输出电压纹波分析当时,电容充电,其电荷量为Q实际上就是图中的阴影部分的面积在时,阴影部分的面积为:2.2单象限降压斩波电路输出电压纹波分析（续）在时把代入上式得:所以当与给定后当最大时,用,的最大值为电压纹波保持电流连续的临界电感值由的图形可知,当时,电流处于临界连续状态2.2单象限降压斩波电路临界电感值电流断续状态（DCM）2.2.1单象限降压斩波电路1.求Av根据伏秒平衡律:DTTDTDpT电流断续状态（DCM）2.2.1单象限降压斩波电路2.求Dp平均电流:解得:2.2.2单象限升压型直流变换电路电
5、路工作原理2.2.2单象限升压型直流变换电路连续模型分析1.直流增益Av根据伏秒平衡律:2.电流增益根据无耗网络的定义:2.2.2单象限升压型直流变换电路连续模型分析3、电流的波动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2.2.3单象限升/降压直流变换电路(Buck-Boost)电路输入和输出反相工作原理:在T导通时,D截止,电源向Ld输送能量,输出电压是靠C0的放电保持基本不变在T/off时,Don,把存放在中的能量释放给负载和电容2.2.3单象限升/降压直流变换电路
6、连续模型的分析方法1.电压增益根据伏秒平衡律:1>1<12.2.3单象限升/降压直流变换电路输入电流脉动输入电流增量:输入电感电流的最大值:由无耗性可知:输出电压的脉动值当VTon,VDoff时,电容C0放电维持输出电压2.2.4Cuk电路工作过程V通时，E—L1—V回路和R—L2—C—V回路有电流。V断时，E—L1—C—VD回路和R—L2—VD回路有电流。输出电压的极性与电源电压极性相反。电路相当于开关S在A、B两点之间交替切换。Cuk斩波电路及其等效电路a）电路图b）等效电路2.2.4Cuk电路输入电源电流和输出负载电流都是连续
7、的，且脉动很小电压增益开关晶体管发射极接地输入输出电压反向CUK电路的特点:电压增益电流增益:2.2.4Cuk电路输出，入端电流脉动入端:出端:输入电流的最大值:输出电流的最大值:VT电流最大值,2.2.5Sepic电路电路结构Speic电路原理V通态，E—L1—V回路和C1—V—L2回路同时导电，L1和L2贮能。V断态，E—L1—C1—VD—负载回路及L2—VD—负载回路同时导电，此阶段E和L1既向负载供电，同时也向C1充电（C1贮存的能量在V处于通态时向L2转移）。输入输出关系：2.2.6Zeta电路Zeta电路原理V处于通态期
8、间，电源E经开关V向电感L1贮能。V关断后，L1－VD－C1构成振荡回路，L1的能量转移至C1，能量全部转移至C1上之后，VD关断，C1经L2向负载供电。输入输出关系：相同的输入输出关系。Sepic电路的电源电流和负载电流均连续，Ze
