第四章 DC-DC变换电路ppt课件.ppt

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1、第四章DC-DC变换电路第五节Cuk斩波电路第四节升降压斩波电路第三节升压斩波电路第二节降压斩波电路第一节直流斩波电路的工作原理内容提要与目的要求第六节降压式变换器SIMULINK仿真1内容提要与目的要求了解直流斩波器的工作原理及控制方式。掌握直流斩波器的基本电路、波形分析及电路参数计算。重点：掌握各种斩波电路的波形分析及工作原理。2第一节直流斩波电路的工作原理一、直流斩波的概念及分类二、基本斩波电路的工作原理3一、直流斩波的概念及分类概念：将一个固定电压的直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电称之为DC－DC变换，

2、而实现这种功能的电路称之为直流斩波电路(DCChopper)或称直流一直流变换器（DC／DCConverter）。优点：直流斩波器具有效率高、体积小、重量轻、成本低等。应用：用于直流牵引变速拖动中，如无轨电车、地铁列车、电动汽车的控制；用于直流开关电源和电池供电的设备中，如通信电源、电子笔记本，计算器等。4分类：包括6种基本斩波电路：降压斩波电路（BuckChopper）升压斩波电路（BoostChopper）升降压斩波电路（Boost-BuckChopper）Cuk斩波电路Sepic斩波电路Zeta斩波电路其中前两种

3、是最基本的电路，本章将对这两种电路作重点介绍，并在此基础上介绍升降压斩波电路和Cuk斩波电路。一、直流斩波的概念及分类5二、基本斩波电路的工作原理最基本的降压斩波电路，以阻性负载为例。当开关（S）合上（即电力电子器件导通）时，直流电压加到负载R上，并持续ton时间。当开关（S）断开（即电力电子器件关断）时，负载上的电压为零，并持续toff时间，T＝ton+toff为斩波电路的工作周期，其输出波形如图4-1所示。6二、基本斩波电路的工作原理由波形图可得输出电压平均值为ton为S闭合（导通）时间；toff为S断开（关断）时

4、间；T＝ton+toff为斩波电路的工作周期；α为导通占空比，简称占空比或导通比，α＝ton/T其输出电压有效值为7若认为斩波器（S）是无损的，则输入功率应与输出功率相等，即从直流电源侧看的等效电阻为二、基本斩波电路的工作原理8三种控制方式据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路可以有三种控制方式。保持开关周期T不变，调节开关导通时间ton，称为脉冲宽度调制（PulseWidthModulation，缩写为PWM）或脉冲调宽型。保持开关导通时间ton不变，改变开关周期T，称为频率调制或调频型ton和T都可调，使占

5、空比改变，称为混合型。9第二节降压斩波电路一、降压斩波电路工作原理二、主要数量关系10一、降压斩波电路工作原理原理图：全控型器件IGBT若为晶闸管，须有关断辅助电路续流二极管负载出现的反电动势动态演示工作原理1112电流连续时，ton——V通的时间toff——V断的时间a--导通占空比电流断续时，Uo被抬高，一般不希望出现负载电压平均值：负载电流平均值：降压斩波电路一、降压斩波电路数量关系13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

6、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14第三节升压斩波电路1一、升压斩波电路的工作原理2二、主要数量关系15应用场合举例：在有些便携式设备中，如笔记本电脑，内部不同元器件的工作电压可有多种，而供电电池电压只能是一种规格，这就需要直流电压变换，包括升压变换，以满足各元器件的工作电压要求。16一、升压斩波电路的工作原理原理图：保持输出电压动态演示储存电能工作原理1718二、主要数量关系(连续)化简得：T/toff>1，输出电压高于电源电压，故称该

7、电路为升压斩波电路稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等：=——升压比；升压比的倒数记作β，即。b和a的关系：因此，式（3-21）可表示为19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，即该式表明，与降压斩波电路一样，升压斩波电路也可看成是直流变压器。根据电路结构得出输出电流的平均值Io为即可得出电源电流I1为：20作业：1．在降压斩波电路中，已知E=200V,R=10，L值极大，EM=30V。采用脉宽调制控制方式，当T=50,ton=20时，计算输出电压平均值UO、输出电流平均值IO。2．在升压斩波

8、电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20，采用脉宽调制控制方式，当T=40,ton=25时，计算输出电压平均值UO和输出电流平均值IO。21ThankYou!22THEEND23