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1、直流斩波电路2,2,3.2.3 升降压斩波器,升降压斩波电路 (buck -boost Chopper),电路结构,3,升降压斩波器变换器工作过程演示,4,基本工作原理,a),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。,5,数量关系,稳态时，一个周期T内电感L两端电压uL对时间的积分为零，即,V处于通态 uL = E,V处于断态 uL = - uo,6,图3-4b中给出了电源电流
2、i1和负载电流i2的波形，设两者的平均值分别为I1和I2，当电流脉动足够小时，有：,（3-42）,由上式得：,（3-43）,结论,当0a 1/2时为降压，当1/2a 1时为升压，故称作升降压斩波电路。也有称之为buck-boost 变换器。,其输出功率和输入功率相等，可看作直流变压器。,（3-44）,7,3.2.4 双象限斩波器,前面所介绍的斩波器电路，其输出电压的极性和输出电流的方向是固定不变的。若把电压作为纵坐标，电流作为横坐标，则斩波器工作时，电压、电流的数值只在一个象限内变化。而下面要介绍的斩波器电路，其输出电压的极性和输出电流的方向是可以改变的，因此常常按斩波器工作时电压、电流数值所
3、在的象限进行分类,8,1、A型双象限斩波器,A型双象限斩波器是指输出电流的方向可变，但输出电压极性始终为正，即电路工作在第一和第二象限 。,电路结构,V1和VD1构成降压斩波电路，电动机为电动运行，工作于第1象限。 V2和VD2构成升压斩波电路，电动机作再生制动运行，工作于第2象限。 必须防止V1和V2同时导通而导致的电源短路。,9,工作过程（三种工作方式),第3种工作方式：一个周期内交替地作为降压斩波电路和升压斩波电路工作。 当一种斩波电路电流断续而为零时，使另一个斩波电路工作，让电流反方向流过，这样电动机电枢回路总有电流流过。 电路响应很快。,10,2、B型双象限斩波器,B型双象限斩波器是
4、指输出电压极性可变，但输出电流平均值始终为正，电路工作在第一和第四象限。,电路有三种工作模式： 1）两斩波器件CH1和CH2同时导通，且DUE时，负载吸收能量。 2）其中一个斩波器件和一个二极管同时导通，例如CH1和VD2同时导通或CH2和VD1同时导通时，ud=0，id经这二个导通的元件续流。 3）两个斩波器件CH1和CH2同时关断，两个二极管VD1和VD2同时导通，且UE时，负载放出能量。,11,3.2.5 四象限斩波器,桥式可逆斩波电路两个电流可逆斩波电路组合起来，分别向电动机提供正向和反向电压。,使V4保持通时，等效为图3-7a所示的电流可逆斩波电路，提供正电压，可使电动机工作于第1、
5、2象限。 使V2保持通时，V3、VD3和V4、VD4等效为又一组电流可逆斩波电路，向电动机提供负电压，可使电动机工作于第3、4象限 。,12,3.4 多相多重斩波电路,基本概念,多相多重斩波电路,在电源和负载之间接入多个结构相同的基本斩波电路而构成,相数,一个控制周期中电源侧的电流脉波数,重数,负载电流脉波数,13,3相3重降压斩波电路,电路结构：相当于由3个降压斩波电路单元并联而成。,总输出电流为 3 个斩波电路单元输出电流之和，其平均值为单元输出电流平均值的3倍，脉动频率也为3倍。 总的输出电流脉动幅值变得很小 。 所需平波电抗器总重量大为减轻。 总输出电流最大脉动率（电流脉动幅值与电流平
6、均值之比）与相数的平方成反比。,3相3重斩波电路及其波形,14,3.5 间接直流变流电路,用电力电子器件将一种直流电压先变为交流电压，再变为极性、电压值不同的另一种直流电压的变流电路，称为间接直流变流电路(亦称间接DCDC变流器)。,15,采用交直交电路的原因：,输入与输出隔离 输出之间隔离 输出与输入之间电压比过大 交流环节采用较高的工作频率,16,3.5.1 单端正激式变换器,它是由变压器T，晶体管Q，二极管D1和滤波电容C组成。此外还有磁复位绕组，磁复位二极管D2和电感续流二极管D3,电路结构,17,T ON时: D1导通，传递能量 T OFF时: D1截止，磁复位，D3续流 实际上和降
7、压变压器工作方式类似 设 那么输出电压：,工作原理,18,当Q导通时，D2截止，N3不参与能量传输 当Q截止时， N3上感应电势反号，迫使二极管D2导通。将存储在铁心中的能量返回电源，使铁心复位， 当截止时，N上的感应电势箝位于,工作模态分析,19,当Q导通时： 变压器星号为正端，副边形成功率通路 u2=n*ui (n=N2/N1为变比) D2反压截止 D3反压截止,20,当Q截止时： 变压器星号为负端 D3导通，为电感电流续流,21,在晶体管导通时，输入电流包含负载电流折射分量i2和磁化电流分量im 磁化电流将能量储存在变压器磁芯中 问题：当晶体管关断时，没有磁场泄放回路，会造成过大的电压应
8、力，危害功率器件 解决方法：变压器额外加上复位绕组N3和二极管2,变压器的磁复位,22,优点： 结构简单，控制方便，工作频率较高，变压器的体积和重量小。 缺点： 整流变压器TR只能外加单方向的电压，铁心只能单方向磁化，因此变压器的利用率较低； 输出电流脉动较大，使得滤波器容量也较大。 应用：单管传输型变流电路只能用于容量较小的间接直流变流电路中。,单端正激式变换器小结,23,同步整流正激变换器,24,SD7559芯片结构,25,3.5.2单端反激式变换器(Flyback),电路构成,一个开关管、一个变压器、一个二极管、一个电容,26,T ON时: D截止，电感储能 T OFF时: D导通 能量
9、不能突变： 磁通不能突变 电感电流不能突变,工作原理,27,(A)电流连续:,28,b)电流临界连续: 波形,29,(b)电流断续: 波形 Toff,30,磁通连续： Uo=D n Ui/(1-D) n=N2/N1 磁通断续： Uo=D2Ui2/(2fL1Io),31,3.5.4 推挽变换器,32,3.5.4 半桥变换器,电路结构,33,电阻性负载：,34,加输出整流可得到直流电压，直流输出电压纹波正比于 电容C1,C2上的电压脉动。 电容充放电电流=IN1/2，IN1=Po/(Ui/2) Uc=(IN1/2)(T/2)/C，C=100Po/( f Ui2),35,全桥式变流电路,3.5.4 全桥变换器,36,37,