直流-直流变换电路41直流斩波器的基本电路-Read.PDF

4 章 直流-直流变换电路 直流-直流变换器是将一种直流电压变换成另一种符合负载要求的直流电压的电力电子 装置。其工作原理是利用电力电子器件的高速的开关性能，将直流电首先变换成脉冲列， 然后经滤波电路得到满足负载要求的直流电，所以又叫直流斩波器（Copper ）。 4.1 直流斩波器的基本电路 直流斩波器的基本电路有降压型（Buck ）、升压型（Boost ）和升- 降压型（Buck-Boost ） 三种基本形式，但实际应用中对上述三种基本电路进行适当地改进和组合还会形为多种新 的电路形式。在本章的分析中，对电路做以下假设：（1）忽略电路的漏电感、杂散电阻等 参数；（2 ）认为电力电子开关器件和与之配合的二极管是理想的，即导通时压降为0、阻断 时漏电流为0、开关过程瞬间完成；（3 ）滤波电路的电磁时间常数远大于电子开关的工作周 期，认为负载电压在一个开关周期中为常数。 4.1.1 降压型（Back ）斩波电路 降压型斩波电路的主电路结构如图4-1 所示，图中S 为电力电子开关，可用全控型电力 电子器件来实现，也可用晶闸管加适当的换流电路来实现。电力电子开关按照一定的规律 周期性地开通和关断，其工作周期为T，开关接通的时间为Ton ，关断的时间为Toff ， T T T （4.1 ） on off Ton 与T 的比值为占空比D T D on （4.2 ） T S L iL R U uD UO VD C 图4- 1 降压型斩波器主电路 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 炣 VD 为续流二极管，与电子开关交替工作。L 为储能电感，C 为滤波电容，R 为负载电 阻，E 为直流电源。根据假设电容C 和负载电阻R 构成的时间常数远大于电力电子开关的 工作周期，负载电压UO 在一个工作周期中为常数。 在S 闭合期间，电源U 通过S、L 向负载供电，续流二极管因承受反压而关断。二极管 两端的电压u = U，电感两端的电压u = U-U ，滤波电容被充电。电感电流i 上升，根据 VD L O L 基尔霍夫定律，回路电压方程为 di