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1、直流斩波电路1,2,直流斩波电路,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，不包括直交直流,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、升降 压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路 复合斩波电路不同基本斩波电路组合 多相多重斩波电路相同结构基本斩波电路组合,3,直流斩波器,图中所示电路，即为直流斩波器（Chopper）,4,3.1 直流斩波电路的工作原理,当Q导通时，工作状态：,工作状态,5
2、,当Q关闭时，工作状态：,6,输出电流平均值： 式中T为开关周期，TON为导通时间，D为为斩波占空比 平均负载电流,电量计算,改变占空比，就可以改变输出电压,7,输入功率等于输出功率：,斩波器输入电阻：,8,时间比控制方式,脉冲宽度控制（也称定频调宽式PWM） 脉冲频率控制（也称定宽调频式PFM） 脉冲混合控制（即同时改变和f） 瞬时值控制 平均值控制,9,3.2 直流斩波器基本电路,常用的直流斩波器有：降压斩波器，升压斩波器，升降压斩波器，双象限斩波器，四象限斩波器等。下面分别介绍其基本电路及工作原理。,10,尽管能实现电压的幅值控制 但是输出纹波过大 负载上电压和电流脉动大 通常在负载端加
3、上LC滤波环节，以减小输出电压纹波 经过电路变换，就有BUCK降压变换器,3.2.1 降压斩波器 （Buck Converter）,11,Q ,D, L, C四个元件,假设： Ui为理想直流电压源； C很大,UO为直流电压；,全控型器件 若为晶闸管，须有辅助关断电路。,续流二极管,LC滤波,电路构成,12,降压斩波器工作过程演示,13,工作方式定义：,iL断续模式（DCM） （discontinuous conduction mode） 在Q管OFF期间(Toff) 电感电流下降到零，故增加一个iL =0 的工作状态3,iL连续模式（CCM） （continuous conduction mo
4、de） 在一个开关周期内电感电流均大于零。,14,Q管导通期间(Ton)状态1 Uce=0， UA=Ui，D OFF,L储能，iL增大,基本工作原理,Q管OFF期间(Toff)（状态2）: UD=0，UA=0，Uce=Ui，L释 能，iL减小,15,BUCK电路模态分析,当Q导通时： 电感电流线性上升：,16,当Q截止时，有： 电感电流线性下降：,17,因为在稳态时（电流不能突变）： 联立以上各式： 输出电流平均值：,18,3.2.2 升压斩波器,保持输出电压,储存电能,电路构成,L, Q , D, C四个元件构成,19,升压斩波器工作过程演示,20,升压式变换器工作状态分析,当Q导通时，电感电流线性增长： 电容维持负载电流，假定输出 电压恒定（电容足够大）,21,当Q截止时，电感电流线性减小： 同样根据电感电流连续：,22,联立等式，求解： 根据公式可知，输出电压大于输入 电压，属升压电路,Q和D的最大电压是多少？,两式相除化简,23,用于直流电动机传动时 通常是用于直流电动机再生制动时把电能回馈给直流电源 实际电路中电感L值不可能为无穷大，因此该电路和降压斩波电路一样，也有电动机电枢电流连续和断续两种工作状态 此时电机的反电动势相当于图3-2电路中的电源，而此时的 直流电源相当于图3-2中电路中的负载。由于直流电源的电压基本是恒定的，因此不必并联电容器。,应用,