降压、升压斩波电路、升降压斩波电路..ppt

第8章 直流斩波电路·引言
直流斩波电路（DC Chopper）
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。
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——相同结构基本斩波电路组合。
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（Buck Chopper)
2
降压斩波电路
工作原理
c) 电流断续时的波形
E
V
+
-
M
R
L
VD
i
o
E
M
u
o
i
G
t
t
t
O
O
O
b)电流连续时的波形
T
E
i
G
t
on
t
off
i
o
i
1
i
2
I
10
I
20
t
1
u
o
O
O
O
t
t
t
T
E
E
i
G
i
G
t
on
t
off
i
o
t
x
i
1
i
2
I
20
t
1
t
2
u
o
E
M
a) 电路图
图3-1 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。
动画演示。
3
降压斩波电路
数量关系
电流连续
负载电压平均值：
（3-1）
（3-2）
ton——V通的时间 toff——V断的时间 a--导通占空比
电流断续，Uo被抬高，一般不希望出现。
负载电流平均值：
4
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，改变占空比—混合型。
此种方式应用最多
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
5
升压斩波电路
升压斩波电路（Boost Chopper）
保持输出电压
储存电能
电路结构
1) 升压斩波电路的基本原理
6
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。
动态演示。
0
iGE
0
io
I1
图3-2 升压斩波电路及工组波形
a) 电路图
b) 波形
7
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：
（3-21）
（3-20）
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
（3-23）
（3-22）
8
升降压斩波电路
升降压斩波电路
(buck -boost Chopper)
电路结构
9
升降压斩波电路
基本工作原理
a)
o
t
b)
o
t
i
1
i
2
t
on
t
off
I
L
I
L
图3-4 升降压斩波电路及其波形a）电路图 b）波形
V通时，电源E经V向L供电使其贮能，此时电流为i1。同时，C维持输出电压恒定并向负载R供电。
V断时，L的能量向负载释放，电流为i2。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路。
动态演示。
10