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第五章直流斩波电路
DC to DC Converters
(Choppers)
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本章主要内容
基本斩波电路
复合斩波电路和多相多重斩波电路
带隔离的直流-直流变流电路
DC to DC Converters
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基本斩波电路
降压斩波电路
Buck converter (Step-down converter)
升压斩波电路
Boost converter (Step-up converter)
降升压斩波电路和Cuk电路
Buck-Boost converter (Step-down/step-up converter) and Cuk converter
DC to DC Converters
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直流斩波电路(DC Chopper)
将恒定的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/DC Converter)
一般指直接将一种直流电变为另一直流电,不包括直流—交流—直流变换电路
Introduction
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直流斩波电路的种类
6种基本斩波电路:降压斩波电路、升压斩波电路、降升压斩波电路、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,电流可逆斩波电路,桥式可逆斩波电路
多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合
Introduction
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电路结构
全控型器件
若为晶闸管,需有辅助关断电路
续流二极管,在V关断期间续流
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,大多数情况为反电动势负载
降压斩波电路Buck Chopper
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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
降压斩波电路Buck Chopper
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降压斩波电路Buck Chopper
电路稳态时,负载电流在一个周期的初值和终值相等
负载电压平均值:
(3-1)
ton——V导通的时间
toff——V断开的时间
a---导通占空比Duty cycle
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
电流连续
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(3-2)
电流断续,Uo被抬高,一般不希望出现
负载电流平均值:
降压斩波电路Buck Chopper
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斩波电路三种控制方式
开关周期T不变,改变导通时间ton —脉冲宽度调制
(Pulse Width Modulation)
导通时间ton不变,改变开关周期T —频率调制
ton和T都可调,改变占空比—混合型
此种方式应用最多
降压斩波电路Buck Chopper
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