直流斩波电路.ppt

3-1第第5 5 直流/直流降压变换器(Buck DC/DC 变换器) 直流/直流升压变换器(Boost DC/DC 变换器) 直流升压-降压变换器(Boost-Buck变换器或Cuk变换器)* 两象限、四象限直流/直流变换器* 多相、多重直流/ 带隔离变压器的直流/(C)3-2第第5 5 章章直流斩波电路直流斩波电路··引言引言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 / DC Converter )。一般指直接将直流电变为另一直流电,不包括直流- 交流- 直流变换。 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 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——相同结构基本斩波电路组合。(C)电路种类直流斩波电路(DC Chopper )3- . 降压斩波电路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,或作为串联开关型稳压电路。功率器件V的驱动和保护电路见第1 章有关内容。降压斩波电路( Buck Chopper )(B)注:如何检测电流i0 ?3-4例:降压斩波电路的分析基本电路如图a),开关器件V在开通( ON ) 和关断( OFF ) 两种状态下的等效电路分别见图b) 和c) (只考虑电流连续的情况)。如图可见,在开关器件V 的状态确定后,两个等效电路均可按线性电路进行分析,前面课程中学过的知识可得到利用。实际应用电路会比该电路复杂得多,但基本的分析方法是一致的。a)b)c)(A) . 降压斩波电路降压斩波电路3- . 降压斩波电路降压斩波电路工作原理tttOOOb) 电流连续时的波形TEiGtontoffioi1i2I10I20t1uoEV+-MRLVDioEMuoiGa) 电路图c)电流断续时的波形OOOtttTEEiGiGtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEM图3-1降压斩波电路的原理图及波形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。(C)通常串接较大电感L 使负载电流连续且脉动小。动画演示3- . 降压斩波电路降压斩波电路数量关系电流连续(设电感很大,电流脉动较小)on onoon offt tU E E Et t T?? ???(3-1)o MoU EIR??(3-2)ton— V 通的时间toff — V 断的时间T —开关周期??—导通占空比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。1o oE I U I? ?(B)负载电压平均值:按照电感上伏秒积分平衡或能量平衡负载电流平均值:3- . 降压斩波电路降压斩波电路数量关系电流不连续(3-3)ton— V 通的时间tx—电感电流断的时间T —开关周期(B)负载电压平均值:不成立换成电容:电流连续情况下:3- . 降压斩波电路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 ——脉冲频率调制(PFM )。ton和T 都可调,改变占空比——混合型。 节和本章前均介绍过:电力电子电路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。(B)分V 处于通态和处于断态初始条件分电流连续和断续3- . 升压斩波电路升压斩波电路工作原理假设L 和C 值很大。( L:储存电能;C:保持输出电压。)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。注意:电路不能空载工作?动态演示0uGE0ioI1图5-2 升压斩波电路及工作波形a)电路图b)波形(B)此斩波电路亦称作并联开关型稳压电路。( Boost Chopper )3- . 升压斩波电