电力电子斩波电路课程设计

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1、直流斩波（DCChopper）一、综述直流斩波电路的功能是将电压固定的直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，其种类较多，包括六种基本斩波电路：降压斩波、升压斩波、升降压斩波电路、cuk斩波电路，speic斩波电路，zeta斩波电路。降压斩波电路降压式直流电压变换电路的输出电压平均值低于输入直流电压，该电路又叫Buck电路，主要用于直流可调电源和直流电动机驱动中。工作原理图及工作原理：当V导通时，E向负载供电，负载电压u0=E，由于大电感L的储能作用，负载电流i0按指数曲线上升，此时续流管VD反向不导通。当V关断时，大电感L的储能使负载电流i0经二极管VD续流，负载电压u0近似为零

2、，负载电流i0呈指数曲线下降，为了使负载电流连续且脉动小，通常串接L值较大的电感。一个周期T结束，再驱动V导通，重复周期。当电路处于稳态时，负载电流在周期的初值与终值相等，负载电压的平均值为：ton----------------V处于通态的时间；toff----------------V处于断态的时间；T=ton+toff----------开关周期；α--------------------导通占空比。升压斩波电路升压斩波电路使输出电压高于输入电压，也称为Boost电路。常用于直流电动机的再生制动，也用做单相功率因数校正电路及其他直流电源中。工作原理图及工作原理：假设L、C值很大

3、。当V处于通态时，VD隔离二极管处于反向阻断状态，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为I1，同时电容C向负载R供电，输出电压U0为恒定值。当V处于断态时，VD导通，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。电路数量关系：V通态时间ton，在此阶段电感L上积蓄的能量为；V断态时间toff，在此期间电感L上释放的能量为稳态时稳态时，积蓄与释放的能量相等即：T/toff大于1，输出电压高于电源电压，升压斩波电路。升降压斩波电路升降压斩波电路是由降压式和升压式两种基本变换电路混合串联而成的，也称为Buck-Boost电路。主要用于可调直流电源。工作原理图及工作原理：当斩波开关V导通

4、时，电源E经V向L供电，L存储能量，VD处于阻断态，C维持电压并向负载R供电。当V处于断态时，VD导通，电感L储存的能量向电容C和R释放。可见负载电压极性为上负下正，与电源极性相反，所以，输入与输出电压极性相反，也称为反号型变换器。输入电流和L、C回路的电流为脉动，但经过滤波电容的作用，负载电流可连续。此电路特点：改变开关占空比，可升压或降压，但应用电路复杂，输入输出的电流是脉动的，为了平波要加滤波器。数量关系当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压，故称升降压斩波电路Cuk斩波电路Cuk斩波电路因为其输出电压平均值Uo既可以大于也可以小于输入电压Ud，它也是一种升降压斩波

5、电路。通过控制晶体管V导通时间的占空比，可以在0到无穷之间控制输出电压。原理图及工作原理：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两点之间交替切换数量关系：稳态时电容上的电流一周期内平均值V处于通态的时间为ton，电容电流和时间的乘积为I2ton。V处于断态的时间为toff，电容电流和时间的乘积为I1toff,由此有：当开关在B点时，A，B点电压为当开关在A点时，A，B点电压为A，B点平均电压为输出电压为优点（与升降压斩波电路相比）：输入电源电流和输出负载电流都

6、是连续的，且脉动很小，有利于对输入、输出进行滤波Septic斩波电路工作原理图及工作原理：V导通时，E—L1—V回路和C1—V—L2回路同时导电，L1和L2贮能。V关断时，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）。Zeta斩波电路工作原理图及工作原理V导通时，电源E经开关V向电感L1贮能。V关断时，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。二、实验降压斩波电路的性能研究原理图及工作波形工作原理：t=0时刻驱动V

7、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时刻控制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电路稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等电流连续时，负载电压平均值：ton——V导通的时间toff——V断开的时间a---导通占空比Dutycycle输出负载电压平均值最大为E，改变占空比可改变输出电压大小，所以此电路为降压斩波电路负载电流平均值：电流断续，Uo