《直流直流变流电路》PPT课件

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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

2、电路组合。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。续流二极管负载出现的反电动势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c)电流断续时的波形EV+-MRLVDioEMuoiGtttOOOb)电流连续时的波形TEiGtontoffioi1i2I1

3、0I20t1uoOOOtttTEEiGiGtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEMa)电路图图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。55.1.1降压斩波电路数量关系电流连续输出电压平均值：（5-1）（5-2）ton——V通的时间toff——V断的时间a--导通占空比（a<1)电流断续

4、，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—混合型。此种方式应用最多第3章3.1节介绍过：电力电子电路的实质上是分时段线性电路的思想。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75.1.1降压斩波电路85.1.1降压斩波电路2)从能量传递关系出发进行的推导假定L为无穷大，负载电流Io维持不变（详见P101－102）

5、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。I1为电源电流平均值95.1.1降压斩波电路负载电流断续的情况（L值较小时）I10=0，且t=tx时，i2=0式（3-7）式（3-6）（5-16）tx

6、压储存电能电路结构1)升压斩波电路的基本原理113.1.2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。0UGE0ioI1图5-2升压斩波电路及工组波形a)电路图b)波形123.1.2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）（

7、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（3-21）可表示为（5-23）（5-22）135.1.2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，则由电源提供的能量仅由负载R消耗，即：。（5-24）与降压斩波电路一样，升压斩波电路可看作直流变压器。输出电流的平均值Io为：(5-25)电源电流的平均值I1为：(5-26)143.1.2升压斩波电路2)升压斩

8、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a)tOTOEtc)uoioi1i2t1t2txtontoffI20uttTEiOOb)i1i2I10I20I10tontoffo图5-3用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形a）电路图b）电流连续时c）电流断续时用于直流电动机传动再生制动时把电能回馈给直流电源。电动机电枢电流连续和断续两种工作状态。直流电源的电压基本是恒定的，不必并联电容器。155.1.3升降压斩波电路和Cuk