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1 第3章 直流斩波电路 制作：龚淑秋 ·引言 直流斩波电路（DC Chopper） DC →DC 也称为直流--直流变换器（DC/DC Converter）。 电路种类 6种基本斩波电路 复合斩波电路 多相多重斩波电路 降压斩波、升压斩波 升降压斩波 Cuk斩波 Sepic斩波 Zeta斩波 ——不同结构基本斩波电路组合 ——相同结构基本斩波电路组合 3.1 基本斩波电路 3.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路 第3章 直流斩波电路 电路结构 全控型器件 续流二极管 负载上的反电动势 典型用途 拖动直流电动机 蓄电池负载 （Buck Chopper) 3.1.1 降压斩波电路 电流连续 电流断续 工作原理 t=t1时，V断，VD续流，uo=0。电流↓ t=0时，V通，uo=E，io指数规律上升 通常串接大电感L使负载电流连续。 数量关系 不希望电流断续 应用最多 3.1.1 降压斩波电路 T不变，变ton —脉冲宽度调制（PWM） ton不变，变T —频率调制。 ton和T均可调，变占空比—混合型。 斩波电路 三种控制 方式 从能量传递关系推导 假定L无穷大，Io恒定 一个T中，电源提供 负载耗能： 忽略损耗 可将降压斩波器看作直流降压变压器 P入=P出 负载电流断续的情况： I10=0，且t=tx时，i2=0 式（3-7） 式（3-6） （3-16） txtoff 电流断续的条件： （3-17） （3-19） 负载电流平均值为： 输出电压平均值为： （3-18） 3.1.1 降压斩波电路 （Boost Chopper） 电路结构 1) 升压斩波电路的基本原理 3.1.2 升压斩波电路 工作原理 假设L和C值很大 0 iG E 0 io I1 数量关系 V通时，L上能量 V断时，L释放能量 一个周期T中: 化简得： T/toff1，故为升压斩波 V通态,E向L充电,I1恒定,C向R供电,Uo恒定。 升压比 因此: 也可看作直流变压器 忽略损耗: V断态,E和L同时向C充电,并向负载提供能量 直流电动机传动 单相功率因数校正（PFC）电路 其他交直流电源中 t O T O E t u o i o i 1 i 2 t 1 t 2 t x t on t off I 20 t t E i O O i 1 i 2 t on t off u o 电流连续时 电流断续时 直流电动机传动 再生制动时把电能回馈给直流电源。 直流电源的电压基本是恒定的，不必并联电容器。 3.1.2 升压斩波电路 2) 升压斩波电路典型应用 数量关系 当V处于通态时，设电动机电枢电流为i1，得下式： (3-27) 当V处于断态时，设电动机电枢电流为i2，得下式： （3-29） 当电流连续时，考虑到初始条件，近似L无穷大时电枢电流的平均值Io，即 （3-36） 该式表明，以电动机一侧为基准看，可将直流电源电压看作是被降低到了 。 3.1.2 升压斩波电路 升降压斩波电路 (buck -boost Chopper) 电路结构 3.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路 基本工作原理 V通 E向L供电贮能。C向R供电 V断 L的能量向负载释放 也称反极性斩波电路 o t b) o t i 1 i 2 t on t off I L I L 数量关系 V通态 uL = E V断态 uL = - uo 稳态时，一个T 内电感L两端 电压uL对时间的积分为零 0a 0.5时为降压，0.5a 1时为升压，故称作 升降压斩波电路。也称buck-boost 变换器。 V通，E-L1-V和R-L2-C-V有电流 ,电容电流乘时间I2ton 等效电路 3.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路 优点（与升降压斩波比）电流连续，脉动小，利于对输入、输出滤波 V断，E-L1-C-VD和R-L2-VD有电流 ,电容电流乘时间I1 toff Cuk斩波电路 b) Zeta斩波电路 a) Sepic斩波电路 电路结构 Speic电路原理 V通态，E—L1—V回路和C1—V—L2回路同时导电，L1和L2贮能。 V断态，E—L1—C1—VD—负载回路及L2—VD—负载回路同时导电，此阶段E和L1既向负载供电，同时也向C1充电（C1贮能在V通时向L2转移）。 输入输出关系： 3.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 3.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 Zeta斩波电路原理 V处于通态期间，电源E经开关V向电感L1贮能。 V关断后，L1－VD－C1构成振荡回路， L1的能量转移至C1，能量全部转移至C1上之后，VD关断，C1经L2向负载供电。 输