直流斩波电路【PPT课件】PPT课件.ppt

直流斩波电路【PPT课件】◤依直流斩波器的功能可以分为:功率控制型、调压型、调阻型等等◢◤按直流斩波器输入输出电压间关系可以分为:当Uo大于Uin时,称其为升压斩波器(BoostConverter);当Uo既可以小于Uin也可以大于大于Uin时,称其为反转斩波器或升降压斩波器(Buck-BoostConverter)◢◤按斩波开关所采用的器件分类:BJT斩波器、MOSFET斩波器、IGBT斩波器、Thyristor斩波器等等◢◤按直流电源与负载间的能量传递关系对斩波器分类:输出电压和电流皆不可逆的称为单象限斩波器;仅输出电流或输出电压可逆的称为两象限斩波器;输出电流和电压都可逆的称为四象限斩波器◢-3带纯电阻负载的降压斩波器工作原理(a)主电路(b)输出电压、电流波形纯电阻负载由此可知,改变导通比,不仅能够控制斩波器输出电压的大小,而且能够控制其输出电流和输出功率的大小电阻电感性负载图4-4带电阻电感性负载的斩波器(a)主电路(b)有关电压电流波形在图4-3a)中,因负载是纯阻性的,所以斩波器的输出电流与输出电压波形相似,且都有很大的脉动。若要使负载电流平滑化,需在原电路基础上增加平波电抗器L和续流二极管DF,如图4-4a)所示。(1)降压斩波器的输出电压平均值与输入电压之比,刚好等于斩波开关的导通时间与斩波周期之比。改变导通比就可以控制斩波器的输出电压和电流的平均值。(2)在负载电流连续且可略去电流纹波影响时,此斩波电路有类似于变压器的规律:电压比与电流比成反比,其导通比则类似变压器的匝比k。(3)在图4-4a的降压斩波电路中,由于电感的作用,使负载电流脉动减小、乃至连续,这是实际负载所期望的。因此该电路也是最常用的。人们把包含斩波开关S、电感L和续流二极管DF的电路称为降压斩波器的主电路。-5升压斩波器的工作原理图4-5a)所示电路为升压斩波器主电路。当开关S导通时,升压二极管VD承受反向电压而截止,其等效电路如图4-5b)所示。此时电源电压加在电感L上,电感电流iL增长,电感L储能增加,与此同时电容C向负载供电,电容电压下降。当开关S关断时,电感电流iL下降,电感L的感应电势改变极性,与电源电压叠加,强迫升压二极管VD导通,电源和电感同时为负载供电和向电容C充电,由此得到一个比电源电压还高的输出电压,其等效电路如图4-5c)所示。(TimeRateControl——TRC)图4-6时间比控制时斩波器闭环控制系统框图时间比控制方式可以分为定频调宽、定宽调频和调宽调频三种类型,并且定频调宽是这三种控制方式中应用最为广泛的一种。定频调宽图4-7定频调宽的时间比控制定宽调频图4-8定宽调频的时间比控制调频调宽图4-9调频调宽的时间比控制二瞬时值控制方式图4-10瞬时值控制方式(a)控制系统方框图(b)输出电压电流波形分别预先给定电流或电压的上限值与下限值,将其与实际电流或电压的瞬时值进行比较,当实际电流或电压达到给定上限值或下限值时,关断或开通斩波器。这种控制方式就是瞬时值控制方式。(a)实现电路(b)输入输出关系图4-11回差比较器的工作原理三、时间比与瞬时值相结合的控制方式图4-12时间比与瞬时值相结合的控制方式(a)控制系统框图(b)(PulseWidthModulation)信号的产生图4-13单极性PWM信号的产生(a)信号产生电路(b)、(c)波形图4-13产生的PWM信号是一种单一极性的脉冲信号,当被用来控制一个单极性的斩波器时,斩波器的输出电压将与这个PWM信号有相似的波形。当要求产生这种单极性PWM波时,三角波应该全部位于在时间轴上方,这时只有正的控制电压起控制作用,且其值不能超过三角波的幅值。图4-14双极性PWM信号的产生(a)产生电路(b)波形所谓双极性的PWM信号是指PWM信号既有正脉冲也有负脉冲,它一般作为桥式斩波器的PWM控制信号概括地说,当比较器的电源、三角波和控制信号都是单极性时,比较器的输出就是单极性的PWM信号;而当比较器电源、三角波和控制信号都是双极性时,比较器的输出就是双极性的PWM信号。,其频率决定了功率开关管的开关频率。图4-15用运放构成的三角波发生器(a)电路图(b)Ur=0时的波形至此可以得出如下结论:(1)选用不同的稳压管和改变分压比(R2/R1)可以改变三角波幅值。(2)调节电位器W改变的值,可以改变三角波与时间轴的相对位置关系。只有当Un=0时,三角波关于时间轴对称,设置此电位器的作用主要是可以调整消除由于电路