电流可逆斩波电路.ppt

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1、第5章直流直流变流电路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带隔离的直流直流变流电路本章小结*本PPT参考王兆安等编的《电力电子技术》第五版配套课件资源*1引言◆直流-直流变流电路（DC/DCConverter）包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。◆直接直流变流电路●也称斩波电路（DCChopper），分基本斩波电路、复合斩波电路及多相多重斩波电路。●功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。●一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况下输入与输出之间不隔离。◆间接直流变流电路●在直流变流电路中

2、增加了交流环节。●在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此也称为直—交—直电路。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5.1.3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降压斩波电路图5-1降压斩波电路的原理图及波形a）电路图b）电流连续时的波形c）电流断续时的波形◆降压斩波电路（BuckChopper）●电路分析▲使用一个全控型器件V，图中为IGBT，若采用晶闸管，需设置使晶闸管关断的辅助电路。▲设置了续流二极管VD，在V关断时给负载中电感电流提

3、供通道。▲主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等，后两种情况下负载中均会出现反电动势，如图中Em所示。●工作原理▲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。画动45.1.1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，

4、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(5-1)(5-2)55.1.1降压斩波电路◆对降压斩波电路进行解析●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

5、L为无穷大，此时负载电流最大值、最小值均等于平均值。(5-9)(5-10)(5-11)65.1.1降压斩波电路●(3-11)所示的关系还可从能量传递关系简单地推得，一个周期中，忽略电路中的损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等，即则假设电源电流平均值为I1，则有其值小于等于负载电流Io，由上式得即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。(5-12)(5-13)(5-14)(5-15)75.1.1降压斩波电路●电流断续时有I10=0，且t=ton+tx时，i2=0，可以得出电流断续时，tx

6、断续的条件为输出电压平均值为负载电流平均值为(5-16)(5-17)(5-18)(5-19)85.1.2升压斩波电路0iGE0ioI1a)b)图5-2升压斩波电路及其工作波形a）电路图b）波形◆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。▲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。●基本的数量关系▲当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即化简得上式中的(5-20)(5-21)动画95.1.2升压斩

7、波电路▲将升压比的倒数记作β，即，则和导通占空比有如下关系式（5-21）可表示为输出电压高于电源电压，关键有两个原因：一是L储能之后具有使电压泵升的作用，二是电容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▲输出电流的平均值Io为▲电源电流I1为(5-22)(5-23)(5-24)(5-25)(5-26)105.1.2升压斩波电路ttTEiOOi1i2I10I20I10tontoffuotOTOEtc)uoioi1i2t1t2txtontoffI20a)b)图5-3用于直流电动机回馈能量的

8、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◆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（PowerFactorCorrection—PFC）电路，三是用于其他交直流电源中。●以用于直流电动机传动为例▲在直流电动机再生