第五章 直流斩波.ppt

第五章第五章直流斩波电路直流斩波电路DC to DC ConvertersDC to DC Converters(Choppers)(Choppers)11本章主要内容本章主要内容??基本斩波电路基本斩波电路??复合斩波电路和多相多重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-直流变流电路带隔离的直流-直流变流电路DC to DC ConvertersDC to DC Converters22基本斩波电路基本斩波电路??降压斩波电路降压斩波电路Buck converter (Step-down converter)??升压斩波电路升压斩波电路Boost converter (Step-up converter)??降升压斩波电路和降升压斩波电路和CukCuk电路电路Buck-Boost converter (Step-down/step-up converter) and Cuk converterDC to DC ConvertersDC to DC Converters33直流斩波电路直流斩波电路((DC ChopperDC Chopper))将恒定的直流电变为另一固定电压或将恒定的直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电可调电压的直流电也称为直流也称为直流----直流变换器直流变换器((DC/DC DC/DC ConverterConverter))一般指直接将一种直流电变为另一直一般指直接将一种直流电变为另一直流电,不包括直流流电,不包括直流——交流交流——直流变换直流变换电路电路IntroductionIntroduction44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IntroductionIntroduction55电路结构全控型器件全控型器件若为晶闸管,需有若为晶闸管,需有辅助关断电路辅助关断电路续流二极管,在续流二极管,在VV关关断期间续流断期间续流负载负载出现出现的反的反电动电动势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降压斩波电路Buck ChopperBuck Chopper66工作原理工作原理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降压斩波电路Buck ChopperBuck Chopper77降压斩波电路降压斩波电路Buck ChopperBuck 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:EETtEtttU?????onoffonono(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电流连续88REUIMoo??(3-2)电流断续,Uo被抬高,一般不希望出现负载电流平均值:降压斩波电路降压斩波电路Buck ChopperBuck Chopper99斩波电路三种控制方式斩波电路三种控制方式开关周期开关周期TT不变,改变导通时间不变,改变导通时间ttonon——脉冲宽度调制脉冲宽度调制((Pulse Width ModulationPulse Width Modulation))导通时间导通时间ttonon不变,改变开关周期不变,改变开关周期T T ——频率调制频率调制ttonon和和TT都可调,改变占空比都可调,改变占空比——混合型混合型此种方式应用最多降压斩波电路降压斩波电路Buck ChopperBuck Chopper1010