第5章斩波电路2015课程.ppt

5.1 基本斩波电路 5.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路 5.3 带隔离的直流直流变流电路 5.4 不可逆直流PWM系统（补充） 5.5 可逆直流PWM系统（补充） ;;■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。 ;第5章 直流-直流斩波电路;控制输出电压vo 平均值的方法：控制开关通断时间。;直流－直流变换器的三种控制方式（改变占空比的方式） 脉冲宽度调制PWM（Pulse Width Modulation） 周期不变，通过导通时间的改变，控制输出电压。 脉冲频率调制PFM（Pulse Frequency Modulation） 导通时间不变，改变导通的周期来改变输出电压。 混合型调制：ton和Ts都可调，以改变占空比。 ;脉冲宽度调制电路;平均输出电压;基本电路的缺陷 实际的负载应为感性。即使是阻性负载，负载回路中仍会存在分布电感。开关断开时，必须有吸收电感储能的回路，否则开关会因过压而损坏。 输出电压波动太大（0或Vd）;低通滤波器; 低通滤波器的作用; 续流二极管的作用; 稳态的含义：电压、电流为重复的周期波。;电容电压;电感中的平均电流等于平均输出电流Io。（因为稳态时电容上的平均电流是零）;6. 连续导通的工作模式; 求取连续导通模式下输出电压平均值;方法2：从滤波器输入电压平均值入手; 输出电功率;iL断续仅依靠电容向负载供电vL=0;8 输出电压的脉动率（连续导通模式）; 求解;合理选择转折频率可有效减小电压脉动率;9 电机负载斩波电路;降压斩波电路的原理图及波形 a）电路图c）电流断续时的波形;√负载电压的平均值;◆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;◆(5-11)所示的关系还可从能量传递关系简单地推得，一个周期中，忽略电路中的损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等，即 ;◆电流断续时有I10=0，且t=ton+tx时，i2=0，可以得出 ;■例5-1 在图5-1a所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=10Ω，L值极大，Em=30V，T=50μs，ton=20?s,计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。;■例5-2 在图5-1a所示的降压斩波电路中，E=100V， L=1mH，R=0.5Ω，Em=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20?s，当ton=5?s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：;+;升压变换器的电路结构;2 连续导通的工作模式;变压比;0;3 断续导通工作模式; 每个开关周期，电感储能都要传递给输出端。 如果负载较轻，不能消耗该能量，将导致电容电压上升 Vo过高导致负载侧出现过压或击穿电容。所以升压变换器不能空载工作。;4 寄生元件的影响;5 输出电压的脉动率;■例5-4 在图5-2a所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20?，采用脉宽调制控制方式，当T=40?s，ton=25?s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。 解：输出电压平均值为： ;■例5－5在下图所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20Ω，采用脉宽调制控制方式，当Ts=40μs，ton=25μs时，回答下列问题： 1）计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io，输入电源的电流平均值Iin。 2）画出如下波形：器件V上电流iv和电压uv，二极管VD上电流iVD和电压uVD。 3）计算器件V上电流平均值IdV和有效值IV;解： 1）;t;?当电枢电流断续时，可求得i2持续的时间tx，即 ;5.1.3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路;◆基本的数量关系 ?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 ;当0?1/2时为降压，当1/2?1时为升压-----升降压斩波电路。 ;图5-5 Cuk斩波电路及其等效电路 a） 电路图 b） 等效电路 ;◆基本的数量关系;5.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路;■概念 ◆复合斩波电路：降压斩波电路+升压斩波电路。 ◆多相多重斩波电路：相同结构的基本斩波电路组合 ■ 电流可逆斩波电路 ◆斩波电路用于拖动直流电动机时，常要使电动机既可电动运行，又可再生制动，降压斩波电路能使电动机工作于第1象限，升压斩波电路能使电动机工作于第2象限。