《电力电子技术》讲义第06章.pdf

课题二 DC/DC 变换电路 开关电源的核心技术就是 DC/DC变换电路。 DC/DC变换电路就是将直流电压变换成固定 的或可调的直流电压。 DC/DC变换电路广泛应用于开关电源、无轨电车、地铁列车、蓄电池 供电的机车车辆的无级变速以及 20 世纪 80 年代兴起的电动汽车的调速及控制。 常见的 DC/DC变换电路有非隔离型电路隔离型电路和软开关电路。 一 、 非隔离型电路 非隔离型电路即各种直流斩波电路， 根据电路形式的不同可以分为降压型电路、 升压型 电路、 升降压电路、 库克式斩波电路和全桥式斩波电路。 其中降压式和升压式斩波电路是基 本形式， 升降压式和库克式是它们的组合， 而全桥式则属于降压式类型。 下面重点介绍斩波 电路的工作原理、升压及降压斩波电路。 1. 直流斩波器的工作原理 最基本的直流斩波电路如图 3-18 （a）所示，负载为纯电阻 R。当开关 S 闭合时，负载 o ON o OFF ON OFF 电压 u =E，并持续时间 T ；当开关 S 断开时，负载上电压 u =0V，并持续时间 T 。则 T=T +T 为斩波电路的工作周期，斩波器的输出电压波形如图 3-18 （b ）所示。若定义斩波器的占空 比 k TON / T ，则由波形图上可得输出电压得平均值为： TON TON U o E U d kE TON TOFF T 只要调节 k，即可调节负载的平均电压。 (a) 电路 （b ）波形 图 3-18 基本斩波电路及其波形 2. 降压斩波电路 (1) 电路的结构 降压斩波电路是一种输出电压的平均值低于输入直流电压的电路。 它主要用于直流稳压 电源和直流电机的调速。降压斩波电路的原理图及工作波形如图 3-19 所示。图中， U 为固 定电压的直流电源， V 为晶体管开关（可以是大功率晶体管，也可以是功率场效应晶体管） 。 L、R、电动机为负载，为在 V 关断时给负载中的电感电流提供通道，还设置了续流二极管 VD。 (1) 电路的工作原理 o t =0 时刻，驱动 V 导通，电源 U 向负载供电，忽略 V 的导通压降，负载电压 U =U，负载 电流按指数规律上升。 65 = 1 时刻，撤去 V 的驱动使其关断， 因感性负载电流不能突变，负载电流通过续流二极 t t o 管 VD续流，忽略 VD 导通压降，负载电压 U=0V，负载电流按指数规律下降。为使负载电流 连续且脉动小，一般需串联较大的电感 L，L 也称为平波电感。 t=t 2 时刻，再次驱动 V 导通，重复上述工作过程。当电路进入稳定工作状态时，负载电 流在一个周期内的起始值和终了值。 （a ） 电路图 （b