(50)--5.1.1降压斩波电路电力电子技术.ppt

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1、降压斩波电路 直流-直流变流电路（DC/DC Converter）包括直接直流变 流电路和间接直流变流电路。直接直流变流电路 也称斩波电路（DC Chopper）。功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况下输入与输出之间不隔离。间接直流变流电路 在直流变流电路中增加了交流环节。在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此也称为直交直电路。引言图5-1 降压斩波电路的原理图及波形a）电路图 b）电流连续时的波形 c）电流断续时的波形 降压斩波电路（Buck Chopper）电路分析 使用一个全控型器件V，若采用晶闸管，需设置使晶闸管关

2、断的辅助电路。设置了续流二极管VD，在V关断时给负载中电感电流提供通道。主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。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。降压斩波电路基本的数量关系 电流连续时 负载电压的平均值为 负载电流平均值为 式中，ton为V处于通态的时间，toff为V处于断态的时间，T为开关周期，为导通占空比，简称占空比或导通比。电流断续时，负载电压uo平均值会被抬高，一般不希望出现电

3、流断续的情况。斩波电路有三种控制方式 脉冲宽度调制（PWM）：T不变，改变ton。频率调制：ton不变，改变T。混合型：ton和T都可调，改变占空比(5-1)(5-2)降压斩波电路对降压斩波电路进行解析 基于分时段线性电路这一思想，按V处于通态和处于断态两个过程来分析，初始条件分电流连续和断续。电流连续时得出式中，I10和I20分别是负载电流瞬时值的最小值和最大值。把式（5-9）和式（5-10）用泰勒级数近似，可得 平波电抗器L为无穷大，此时负载电流最大值、最小值均等于平均值。(5-9)(5-10)(5-11)降压斩波电路(3-11)所示的关系还可从能量传递关系简单地推得，一个周期中，忽略电路

4、中的损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等，即 则假设电源电流平均值为I1，则有 其值小于等于负载电流Io，由上式得 即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。(5-12)(5-13)(5-14)(5-15)降压斩波电路电流断续时有I10=0，且t=ton+tx时，i2=0，可以得出 电流断续时，txtoff，由此得出电流断续的条件为 输出电压平均值为 负载电流平均值为(5-16)(5-17)(5-18)(5-19)降压斩波电路例5-1 在图5-1a所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=10，L值极大，Em=30V，T=50s，ton=20s,计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。解：由于L值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为 输出电流平均值为 降压斩波电路例5-2 在图5-1a所示的降压斩波电路中，E=100V，L=1mH，R=0.5，Em=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20s，当ton=5s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。解：由题目已知条件可得：当ton=5s时，有 由于 所以输出电流连续。降压斩波电路此时输出平均电压为 输出平均电流为 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为 降压斩波电路谢谢观看