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第三章 直流斩波电路 将电压恒定不变的直流电变为电压大小可调的直流电称为直流斩波。 常用的直流斩波电路包括：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路等，前两种电路应用广泛，而且是其他斩波电路的基础。 3 . 1 基本斩波电路 3．1．1 降压斩波电路 　　　斩波电路的基本用途是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，总之负载中都有反电势。 　　　电路如图，使用了一个全控型器件V，V采用的是绝缘栅双极晶体管IGBT，二极管VD的作用是V关断时进行续流的。 工作原理： V导通时，电源向负载供电，u0 =E，负载电流按指数曲线上升。 V关断时，负载电流经VD续流，u0 =0，负载电流按指数曲线下降。通常接较大电感。 负载电压为： 式中：α为占空比或称导通比。U0和α成正比， α小于1 ，所以电路成为降压斩波电路。 负载电流为： 电源电流平均值为： 　同乘以Ｅ：EI1=αEI0=U0I0 即输入功率等于输出功率，因α小于1，可将降压变压器看作直流降压变压器。 根据输出电压调制方式的不同，斩波电路有三种控制方式： 1）T不变，调节ton，称为脉冲宽度调制，简称PWM； 2） ton不变，改变T，称为频率调制或调频型； 3） ton和T 都调节，称为混合型。 其中第一种方式使用最多。 3．1．2 升压斩波电路 1、工作原理： 当V导通时，E向L补充电能，充电电流为I1，C向负载R供电，u0基本恒定。 当V阻断时，E和L共同向C充电，并向负载提供能量。 当电路工作于稳态时，一个周期中电感L上储存的能量和释放的能量相等，即： EI1ton=(U0-E)I1toff 　化简得： 可见输出电压高于输入电压，电路为升压斩波电路。 定义β= toff / T，则β和导通占空比α之间有如下关系： α+β=1 因此，U0可表示为： 若忽略电路中损耗，有：EI1=U0I0，电流为： 升压斩波电路能升压的主要原因有两个：一是L储能 之后有升压的作用，二是电容能将输出电压保持住。 2、升压斩波电路的应用 可用于直流电动机传动、单相功率因数校正等。 下图为用于直流传动电路，电路将电机电势EM及L中电能回馈到电源E；V导通时，给L充电，VD关断；V关断时，VD导通， EM 和L共同给E供电（升压），这时电源E为吸收电能，可以将EM电能回馈给电源E； 电路中由于直流电源为恒定的，所以不用并联电容器。 3．1．3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 1、? 升降压斩波电路 工作原理： V导通，E向L储能，电流为i1；同时，C向负载供电； V关断，电感向负载释放能量，电流为i2，同时C充电，可见负载电压和E方向相反。 改变占空比α，输出电压即可上升也可下降。 输出电压计算： 稳态时，L一周期内电感充放电总量为零, 当V导通时，uL=E; 当V关断时，uL=- u0， 于是 Eton= u0 toff 输出电压为： 改变占空比α，当0α1/2 时为降压电路，当1/2α1时为升压电路。 2 、? Cuk斩波电路 电路如图，其工作原理可用右面的等效电路分析。 当开关向右时，电流i1给C充电。 当开关向左时，电流如图。输出电压u0极性如图，和E极性相反。 可推导出输出电压U0和电源电压E的关系： 可见，这一关系与升降压斩波电路相同。 与升降压斩波电路相比较， Cuk电路的优点为，其输入电源电流和输出负载电流都是连续的。且脉动很小。 3．1．4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 Sepic斩波电路如图，都为升降压斩波电路。其基本工作原理是： 当V导通时，E-V和V-L2回路同时导电，L1 L2储能。 当V关断时，E-VD-R回路和L2-VD-R回路导电，此时E一方面向负载供电，一方面向电容C1充电，电容C1储存的能量在V导通时向L2转移。 Zeta斩波电路如图，工作原理： 当V导通时，E-L1回路导电，L1储能，同时，E和C1共同向R供电，并向C2充电； 当V关断时，L1向电容C1充电，