单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,3-,*,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种根本斩波电路：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根本斩波电路组合。,多相多重斩波电路相同结构根本斩波电路组合。,1,8.1.1,降压斩波电路,电路结构,全控型器件,假设为晶闸管，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,u,o,=,E,，,负载电流,i,o,按指数曲线上升。,t,=,t,1,时控制,V,关断，二极管,VD,续流，负载电压,u,o,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）,t,on,V通的时间,t,off,V断的时间,a-,导通占空比,电流断续,，,U,o,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)升压斩波电路的根本原理,6,8.1.2,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,I,1,，,电容,C,向,负载,R,供电，输出电压,U,o,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,i,GE,0,i,o,I,1,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，那么此期间电感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/t,off,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）,8,8.1.3,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,根本工作原理,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,i,1,。,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,i,2,。,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,升降压斩波电路,数量关系,稳态时，一个周期,T,内电感L两端电压,u,L,对时间的积分为零，即,（3-39）,所以输出电压为：,（3-41）,V处于通态,u,L,=,E,V处于断态,u,L,=,-,u,o,（3-40）,11,