电力电子课件第3章直流斩波电路.ppt

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1、第3章 直流斩波电路3.1 基本斩波电路3.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路 本章小结1第3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。23.1 基本斩波电路 降压斩波电路 升压斩波电路 升降压斩波电路和C

2、uk 斩波电路 Sepic 斩波电路和Zeta 斩波电路 3 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)4 降压斩波电路工作原理c)电流断续时的波形EV+-MRLVDioEMuoiGtttOOOb)电流连续时的波形TEiGtontoffio i1i2I10I20t1uoOOOtttTE EiGiGtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEMa)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

3、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。5 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）tonV 通的时间 toffV 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：6 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。此种方式应用最多第2章2.1节介绍过：电力电子电路的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

4、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7 降压斩波电路同样可以从能量传递关系出发进行的推导 由于L为无穷大，故负载电流维持为Io不变 电源只在V处于通态时提供能量，为 在整个周期T中，负载消耗的能量为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。一周期中，忽略损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等。8 降压斩波电路 负载电流断续的情况：I10=0，且t=tx时，i2=0式（3-7）式（3-6）（3-16）txtoff电流断续的条件：（3-17）（3-19）负载电流平均值为：输出电压平均值为：（3-18）（3-17）9 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10 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。0iGE0ioI1图3-2 升压斩波电路及工组波形a)电路图b)波形11