修改稿第5章直流斩波电路资料简介.ppt

第5章 直流斩波电路 1、定义： 利用电力开关器件周期性的开通与关断来改变输出电压的大小，将直流电能转换为另一固定电压或可调电压的直流电能的电路称为直流斩波电路。(开关型DC/DC变换电路/斩波器)。 2、分类： 按稳压控制方式:脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制、 混合型调制。 按变换器的功能:降压斩波电路(Buck)、升压斩波电路(Boost)、升降压斩波电路(Buck-Boost)、库克斩波电路(Cuk)和全桥直流斩波电路。 第5章 直流斩波电路 一、直流斩波电路的工作原理 二、降压斩波电路 三、升压斩波电路 一、直流斩波电路的工作原理 工作原理：图中T是可控开关，R为纯阻性负载。在时间内当开关T接通时，电流经负载电阻R流过， R两端就有电压；在时间内开关T断开时， R中电流为零，电压也变为零。 电路中开关的占空比 TS为开关T的工作周期，ton为导通时间。 由波形图可得到输出电压平均值为 若认为开关T无损耗，则输入功率为 式（3.1.2）中Ud为输入直流电压。 输出电压平均值的改变：因为D是0～1之间变化的系数，因此在D的变化范围内输出电压UO总是小于输入电压Ud，改变D值就可以改变其大小。 占空比的改变：通过改变ton 或TS来实现。 一、直流斩波电路的工作原理 直流斩波电路的常用工作方式主要有两种： ① 脉冲频率调制(PFM)工作方式： 即ton维持不变，改变TS。在这种调压方式中，由于输出电压波形的周期是变化的，因此输出谐波的频率也是变化的，这使得滤波器的设计比较困难，输出谐波干扰严重，一般很少采用。 ② 脉宽调制(PWM)工作方式： 即维持TS不变， ton改变。在这种调压方式中，输出电压波形的周期是不变的，因此输出谐波的频率也不变，这使得滤波器的设计容易。 第5章 直流斩波电路 一、直流斩波电路的工作原理 二、降压斩波电路 三、升压斩波电路 二、降压变换电路 二、降压变换电路 导通期间（ton ）：电力开关器件导通，电感蓄能，二极管D反偏。 等效电路如图5.2.1 (b)所示 ； 关断期间（toff）：电力开关器件断开，电感释能，二极管D导通续流。等效电路如5.2.1(c)所示； 由波形图5.2.1(d)可以计算出输出电压的平均值为： 第5章 直流斩波电路 一、直流斩波电路的工作原理 二、降压斩波电路 三、升压斩波电路 三、升压斩波电路 1) 定义：直流输出电压的平均值高于输入电压的斩波电路称为升压斩波电路，又叫Boost电路。 三、升压斩波电路 3）工作原理： ton工作期间：二极管反偏 截止，电感L储能，电容C 给负载R提供能量。 toff工作期间：二极管Ｄ 导通，电感L经二极管Ｄ给 电容充电，并向负载RL提 供能量。 可得： 式中占空比D=ton/TS，当D=0时，U0=Ud，但D不能为1，因此在 0≤D＜1的变化范围内 Uo≥Uin 三、升压斩波电路 ① T导通时为电感L储能阶段，此时电源不向负载提供能量，负载靠储于电容C的能量维待工作。 ② T阻断时，电源和电感共同向负载供电，同时给电容 C充电。 * * ＃ 图5.1.1 基本的斩波器电路 及其负载波形 （5.1. 2） （5.1.1） （5.1.3） 原理图 续流二极管 全控型电力器件 输入直流电压 滤波电感 滤波电容 负载 图5.2.1 降压电路及其波形图 (5.2.3) 忽略器件功率损耗，即 输入输出电流关系为： 全控型电力器件开关 储能 保持输出电压 2）原理图 图5.3.1 升压斩波电路及其波形 图5.3.1 升压变换电路及其波形 总结：电感电流连续时升压斩波电路的工作分为两个阶段: * ＃ * *