电力电子课件—第五章—斩波技术.pptVIP

第5章 斩波技术 直流斩波电路(DC Chopper , DC/DC Converter） 直流斩波电路 直流斩波电路 5.1.1 降压斩波电路(Buck Chopper) 斩波电路的典型用途：拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种情况下负载中均会出现反电动势，如图中EM所示 5.1.1 降压斩波电路 斩波电路三种控制方式（根据对输出电压平均值进行调制的方式不同而划分） T 不变，变ton —脉冲宽度调制（PWM） ton不变，变T —频率调制（调频型） ton 和T 都可调—混合型 5.1.1 降压斩波电路 直流电机斩波调速系统示意图 5.1.2 升压斩波电路（Boost Chopper) 1.升压斩波电路的基本原理 工作原理 假设L 值很大，C 值也很大 V通时，E向L充电，充电电流恒为I1，同时C的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压uo为恒值，记为Uo 。设V通的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为 5.1.2 升压斩波电路 2. 升压斩波电路的典型应用 一是用于直流电动机传动 二是用作单相功率因数校正（PFC）电路 三是用于其他交直流电源中 5.2.1 电流可逆斩波电路 V2和VD2构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于第2象限 V1和VD1构成降压斩波电路，由电源向直流电动机供电，电动机为电动运行，工作于第1象限 5.2.2 桥式可逆斩波电路 使V4保持通时，等效为下图所示的电流可逆斩波电路，向电动机提供正电压，可使电动机工作于第1、2象限，即正转电动和正转再生制动状态 使V2保持通时，V3、VD3和V4、VD4等效为又一组电流可逆斩波电路，向电动机提供负电压，可使电动机工作于第3、4象限 多相多重斩波电路及其波形 * * 5.1基本斩波电路 3.1.1 降压斩波电路 3.1.2 升压斩波电路 3.1.3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 3.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 5.2复合斩波电路和多相多重斩波电路 3.2.1 电流可逆斩波电路 3.2.2 桥式可逆斩波电路 3.2.3 多相多重斩波电路 功能：DC DC ’ U=固定值 或 U 如何改变直流电压？ 1、干电池、蓄电池串联使用； （低电压、小容量且不连续改变） E R RL VL + – 应用：电力机车等 缺点：串电阻损耗大。 2、串入可变电阻调节； 如何改变直流电压？ 3、用大功率开关器件（SCR、GTO、GTR、 IGBT、 MOSFET）实现低损耗的DC/DC变换，并能连续调节。 种类： 应用：控制直流电机的电枢电流或励磁电流调速。 如：电力机车、电动汽车、电梯、机器人的伺服电动机 斩波电路 （DC---DC变换器） 直接斩波电路（DC/DC） 间接斩波电路（DC-AC--DC） 斩波器的原理 负载RL为理想电阻，Q为开关； E RL uO + – iO Q 分析： Q断开，则uO=0，iO=0 。 Q接通，则uO=E，RL中流过电流iO； 波形： ton toff uO UO E ton --导通时间 toff --关断时间 直流斩波电路采用斩控方式，比相控方式性能更佳，因而应用广泛。 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 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时刻控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常使串接的电感L值较大。 上面三种控制方式中 第一种PWM方式应用最多 ton toff uO UO E T uO R EM M + – LP ? 220V + iG iO 驱动电路 升压斩波电路及其工作波形 a）电路图 b）波形 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形 a） 电路图 b） 电流连续时 c） 电流断续时 电流可逆斩波电路及其波形 a） 电路图 b） 波形 桥式可逆斩波电路 * *