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1、 5.1 基本斩波电路基本斩波电路 5.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路复合斩波电路和多相多重斩波电路 5.3 带隔离的直流直流变流电路带隔离的直流直流变流电路 5.4 不可逆直流不可逆直流PWM系统（补充）系统（补充） 5.5 可逆直流可逆直流PWM系统（补充）系统（补充） 第第5章章 直流直流-直流斩波电路直流斩波电路搞赠慷瓢盅离奠酥厅恩温郎响谣放耀枝嘻泅什徘逮号睫棍果翱或枷敦狙肿第5章斩波电路2012第5章斩波电路20121 直流直流变换器作用：固定直流可控直流。 变换器中的功率器件工作于开关状态。 应用：直流开关电源，直流电机驱动。直流直流变换器的系统组成直流直流变换器的系统组成第第
2、5章章 直流直流-直流斩波电路直流斩波电路贰岔掂息瞧窘柱宗单绞枢溪换江唱镶觅军八浇伺喳尤燕豁士狙靡更鸟捷障第5章斩波电路2012第5章斩波电路20122间接直流变流电路间接直流变流电路 在直流变流电路中增加了在直流变流电路中增加了交流环节交流环节。 在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此也称为直因此也称为直交交直电路。直电路。 第第5章章 直流直流-直流斩波电路直流斩波电路直流直流-直流变流电路（直流变流电路（DC/DC Converter）包括）包括直接直接直流变流电路直流变流电路和和间接直流变流电路间接直流变流电路。直接直流变流
3、电路直接直流变流电路也称也称斩波电路（斩波电路（DC Chopper）。功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。输入与输出之间不隔离。流电。输入与输出之间不隔离。隔离，能量变换？隔离，能量变换？鸯当岗锯驼糖挛净乖残更滥硝蜕蜂厢灶赎鬃珍买束笑秀蕉纤狱或跨靠喻模第5章斩波电路2012第5章斩波电路20123第第5章章 直流直流-直流斩波电路直流斩波电路 直流直流变换器的主要种类：基本结构：基本结构： 降压变换器（降压变换器（Buck converter)Buck converter) 升压变换器（升压变换器（Boost converter)Bo
4、ost converter)复合结构：升降压变换器（复合结构：升降压变换器（BuckBuckBoost converter)Boost converter) 全桥变换器（全桥变换器（full bridge converter)full bridge converter) 绒新洽柔踏魏晤阁赁夜撂近碉违瘴证虑椒任彻伏瓤痛纹屋类相帛拣圭褐投第5章斩波电路2012第5章斩波电路20124控制输出电压控制输出电压vo 平均值的方法：控制开关通断时间。平均值的方法：控制开关通断时间。直流直流变换器又称直流直流变换器又称斩波器，斩波器，开关器件应为全控型。开关器件应为全控型。5.1.1 降压斩波电路降压斩波
5、电路推拣鬼秀巾踩棚洁痹闹迟推饺淮茸诱巫诣失龋苹评傅其迭乘违籍述娘刨崇第5章斩波电路2012第5章斩波电路20125直流直流变换器直流直流变换器的三种控制方式的三种控制方式（改变占空比的方式）（改变占空比的方式）脉冲宽度调制脉冲宽度调制PWMPWM（Pulse Width ModulationPulse Width Modulation） 周期不变，通过周期不变，通过导通时间的改变导通时间的改变，控制输出电压。，控制输出电压。脉冲频率调制脉冲频率调制PFMPFM（Pulse Frequency ModulationPulse Frequency Modulation） 导通时间不变，导通时间不变
6、，改变导通的周期改变导通的周期来改变输出电压。来改变输出电压。混合型调制：混合型调制：t tonon和和T Ts s都可调都可调，以改变占空比。，以改变占空比。 PWM（脉冲宽度调制）是直流直流变换器中最常用的控制方法。5.1.1 降压斩波电路降压斩波电路匝竖种包胀办逼帆阎草檬香哄崇抨柠奉泪期椭肢偶毖春糖做攀和望朔鹿喇第5章斩波电路2012第5章斩波电路20126脉冲宽度脉冲宽度调制电路调制电路5.1.1 降压斩波电路降压斩波电路抓瘸淄贫邢四韵舒阮碑嫌黎气肇招炽伺件憎坏诣单悟品基赊富缴绅丧汽冀第5章斩波电路2012第5章斩波电路20127平均输出电压平均输出电压1.基本的降压变换电路基本的降压
7、变换电路 假定：恒定的输入电压、理想的开关、纯电阻负载假定：恒定的输入电压、理想的开关、纯电阻负载5.1.1 降压斩波电路降压斩波电路鞠廖须澳秦值雀所搀纂辑严傣禄夹惕抢鳃碑泉抬蛆残亡蔚芝渗欧戍决芥博第5章斩波电路2012第5章斩波电路20128基本电路的基本电路的缺陷缺陷实际的负载应为感性实际的负载应为感性。即使。即使是阻性负载，负载回路中仍会是阻性负载，负载回路中仍会存在分布电感。开关断开时，存在分布电感。开关断开时，必须有吸收电感储能的回路，必须有吸收电感储能的回路，否则开关会因过压而损坏。否则开关会因过压而损坏。输出输出电压波动电压波动太大（太大（0或或Vd）解决方法解决方法增加增加二极
8、管二极管，形成续流回路，吸收电感储能。，形成续流回路，吸收电感储能。负载侧接入负载侧接入低通滤波器低通滤波器（由电感和电容构成），（由电感和电容构成），减小输出电压的波动。减小输出电压的波动。5.1.1 降压斩波电路降压斩波电路业裙慑峪乎锤鹏邻吩弄胚催夏华镶吸跋拆油虎饥乡薪剃溺碗耕糯代赂岭蹲第5章斩波电路2012第5章斩波电路20129低通低通滤波器滤波器续流续流二极管二极管 滤波器滤波器输入电压输入电压2.实用的降压变换电路实用的降压变换电路 变换器变换器输出电压输出电压诞工胸蹄貉弦用椅诵牵铸违烛网祝朴页冗策主保拟发兼除迄翻犬勘锄央谭第5章斩波电路2012第5章斩波电路201210n 低通滤
9、波器的作用低通滤波器的作用滤波器输入电压滤波器输入电压包含直流分量包含直流分量Vo和谐波分量和谐波分量谐波分量谐波分量直流分量直流分量Vo滤波器输入电压滤波器输入电压谐波分量的频率为谐波分量的频率为开关频率的整数倍开关频率的整数倍滤波器滤波器的转折频的转折频率率fc远小于开关频远小于开关频率率fs，可滤除输出可滤除输出电压中的谐波电压中的谐波开关频率开关频率fs转折频率转折频率开关频率开关频率fs输出电压输出电压崭梳统愧培佐搂淫毗癣萝芥峭霍洽撤蓟矽拒遵圃姥掂私籍鲤肘暇憎垂砸裂第5章斩波电路2012第5章斩波电路201211n 续流二极管的作用续流二极管的作用续流续流二极管二极管开关闭合时，二极
10、管反向截止，开关闭合时，二极管反向截止，Vd通过电感向负载通过电感向负载提供电流。提供电流。开关断开时，电感中的电流通过二极管续流，向负载开关断开时，电感中的电流通过二极管续流，向负载释放电感中的储能。释放电感中的储能。采用滤波器后，如何简便地计算滤波器输出电压平均值？采用滤波器后，如何简便地计算滤波器输出电压平均值？氰缺鉴趋傍瘤割趋宵鞘榷卉氖鄙佩抓呆耘残茁莆眩后畅疾蛮政悦谬蓑辕亢第5章斩波电路2012第5章斩波电路201212 稳态的含义：电压、稳态的含义：电压、电流为电流为重复的周期波重复的周期波。电感电流电感电流 稳态时电感电流稳态时电感电流稳态时电感电压在一个周期内的平均值为零。面积面
11、积A面积面积B3. 稳态电路中电感上电压、电流的特点稳态电路中电感上电压、电流的特点L伏秒平衡原则伏秒平衡原则掌侠拥一撞蝇扛扣均蠢亥超滓鸳熏们持绸崇帆讲昼撮椎去您饱磅贿纠茧硫第5章斩波电路2012第5章斩波电路201213电容电压电容电压 稳态时电容电压稳态时电容电压稳态时电容电流在一个周期内的平均值为零。面积面积A面积面积B4. 稳态电路中电容上电压、电流的特点稳态电路中电容上电压、电流的特点C安秒平衡原则安秒平衡原则掏膘芬炮巍哀陈按凄玛纫茎票魄狂嫌桐避捅波孽袱柄嚣石诬竭撼袋湖汁铬第5章斩波电路2012第5章斩波电路201214电感中的平均电流等于平均输出电流电感中的平均电流等于平均输出电流
12、Io。（因为稳态时电容上的平均电流是零）（因为稳态时电容上的平均电流是零）假设滤波电容非常大，则近似认为输出电压恒定。假设滤波电容非常大，则近似认为输出电压恒定。 电感电流连续和断续时电路的工作特性不同。电感电流连续和断续时电路的工作特性不同。5. 稳态时降压变换电路的特点稳态时降压变换电路的特点竿肌侥屡赡汇伎摆口味嘲辅扬拈榨茨私颜呻然四苞吭与州攘傀啸焊断裔轮第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012156. 连续导通的工作模式连续导通的工作模式n 连续导通模式：连续导通模式：电感电流连续，电感电流连续，即即iL(t)0开关闭合开关闭合时时,二极管反向截止二极管反向截止开关断开开关断开时，时
13、，iL通过二极管续流通过二极管续流乎雹盟渍姿陪陡思皱谢灵邹秒荒痊痢陨宋鸟恍胜仅陋英启努颖滴粤拟顿煮第5章斩波电路2012第5章斩波电路201216n 求取连续导通模式下求取连续导通模式下输出电压平均值输出电压平均值 方法方法1：利用电感上的伏秒平衡原则：利用电感上的伏秒平衡原则币箱瞥为良绕扩古雍绣墙垫淮潜截溅餐银急旅词素奇察喘恤戏绘困亮蓉勿第5章斩波电路2012第5章斩波电路201217方法方法2：从滤波器输入电压平均值入手：从滤波器输入电压平均值入手终晋菇冲兴犬扔吩店渤纤活番欧瞳窝损绳阔旗报晨券打芋革耪蚕恍潍像走第5章斩波电路2012第5章斩波电路201218n 输出电功率输出电功率 忽略电
14、路元件上的损耗，可得输入功率忽略电路元件上的损耗，可得输入功率Pd等于输等于输出功率出功率Po 连续导通模式下的降压变换器可等效为连续导通模式下的降压变换器可等效为直流降压变压直流降压变压器器，变压比可通过占空比，变压比可通过占空比D在在01之之间连续调节。间连续调节。 尽管电流尽管电流Id也符合变压器的关系，但电流波形在也符合变压器的关系，但电流波形在一个周期中是跳变的，含有大量谐波。一个周期中是跳变的，含有大量谐波。酞玛圆担腹躲菌福斑掘憎撰袭条教辈茨妊死肘捅裙懒道荤传毛详蠢卒酶绥第5章斩波电路2012第5章斩波电路201219iL断续断续仅依靠电容仅依靠电容向负载供电向负载供电vL=0n断
15、续导通时的情况断续导通时的情况(负载较轻时，负载较轻时，IL减小，将不连续）减小，将不连续） 7 断续导通工作模式断续导通工作模式临界点电流电感计算？临界点电流电感计算？裹三尖洁剔靛诲淌懊秦决塔秋烂匠竿皿吧彤柏郎里枝媚仍潍湿靠悔课畸叫第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012208 输出电压的脉动率（连续导通模式）输出电压的脉动率（连续导通模式）实际上，实际上，电容值有限，电容值有限，输出电压存在脉动。输出电压存在脉动。 前面的分析中，滤波电容足够大，使得前面的分析中，滤波电容足够大，使得 求解电压脉动时，假设求解电压脉动时，假设IL中的脉动分量流向电容，中的脉动分量流向电容，而平均值分量流
16、向电阻。而平均值分量流向电阻。思想思想吝谷碳舔尽恩酿耙剑碗联信免冬鸵惶出拷效士阳娃胀焉球祷冈擦疡闸地达第5章斩波电路2012第5章斩波电路201221 求解求解电压脉动电压脉动电压脉动率电压脉动率蹄沿洛毯饺终景垄义朋竣乖谣聋颠犯析斩煞烛凋针窍纵亏登卜玲禄颓昏滇第5章斩波电路2012第5章斩波电路201222合理选择转折频率可有效减小电压脉动率合理选择转折频率可有效减小电压脉动率连续导通模式下，电压脉动率与输出功率无关。连续导通模式下，电压脉动率与输出功率无关。在开关型直流电源中，输出电压的脉动率一般小在开关型直流电源中，输出电压的脉动率一般小于于1，所以前面采取的假设，所以前面采取的假设 是合
17、理的。是合理的。广鲜付拒芜鸵乘致遍拼年芬赂蚊恼桥谭启陶掳蒲势镊恰寄拘辐妒墓蛀隆党第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012239 电机负载斩波电路电机负载斩波电路降压斩波电路的原理图及波形降压斩波电路的原理图及波形a）电路图）电路图 b）电流连续时的波形）电流连续时的波形 电路分析电路分析负载中出现负载中出现反电动势反电动势-Em，R0工作原理工作原理 t=0，V导通导通-供电供电-负负载电压载电压uo=E-io-指数曲线指数曲线上升。上升。 t=t1，V关断关断-VD续流续流-uo=0-io指数曲线下降；通指数曲线下降；通常电感常电感L较大使负载电流连较大使负载电流连续且脉动小。续且脉动小
18、。 插忻曼胡曝蔡癣棍趁患布洪静早毫佰古海颗针就闯蓉季染属凰蛾氓盎惭说第5章斩波电路2012第5章斩波电路201224降压斩波电路的原理图及波形降压斩波电路的原理图及波形a）电路图）电路图c）电流断续时的波形）电流断续时的波形亢虎由随项队盖汝丽呐停隐骄嚏竞未涡机瘩鸟趣板剥灯砾挖解寺阑酥网拘第5章斩波电路2012第5章斩波电路201225负载电压的平均值负载电压的平均值负载电流平均值为负载电流平均值为电流断续时，负载电压电流断续时，负载电压uo平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情况。况。 斩波电路有三种控制方式斩波电路有三种控制方式 脉冲宽度调制（脉
19、冲宽度调制（PWM）：T不变，改变不变，改变ton。 频率调制频率调制：ton不变，改变不变，改变T。 混合型混合型：ton和和T都可调，改变占空比都可调，改变占空比9 电机负载斩波电路电机负载斩波电路基本的数量关系基本的数量关系电流连续时电流连续时撬固未尼料载伐堕淤爹尸介竿帕枯宛萧劝攫迫淆玛抛热臃克挎盘刺辜时缄第5章斩波电路2012第5章斩波电路201226基于基于分时段线性电路分时段线性电路这一思想，按这一思想，按V处于处于通态通态和处于和处于断态断态两个过程来分析，两个过程来分析，初始条件分初始条件分电流连续电流连续和和断续断续。 电流连续时得出电流连续时得出式中，式中， ， ， ， ，
20、I10和和I20分别是负分别是负载电流瞬时值的最小值和最大值。载电流瞬时值的最小值和最大值。 把式（把式（5-9）和式（）和式（5-10）用泰勒级数近似，可得）用泰勒级数近似，可得 平波电抗器平波电抗器L为无穷大，此时负载电流最大值、最小值均等于平均值。为无穷大，此时负载电流最大值、最小值均等于平均值。 (5-9)(5-10)(5-11)9 电机负载斩波电路电机负载斩波电路对电路进行解析对电路进行解析围屑窿坤蹭夺试馆椰庐杭陇蒋掺裙乌诉彼尉尊崖窟球险纲烙贪磐辱栈找岭第5章斩波电路2012第5章斩波电路201227(5-11)所示的关系还可从能量传递关系简单地推得，一个周期中，忽略电路所示的关系还
21、可从能量传递关系简单地推得，一个周期中，忽略电路中的损耗，则中的损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等电源提供的能量与负载消耗的能量相等，即，即 则则假设电源电流平均值为假设电源电流平均值为I1，则有，则有 其值小于等于负载电流其值小于等于负载电流Io，由上式得，由上式得 即输出功率等于输入功率，可将降压斩波器看作直流降压变压器。即输出功率等于输入功率，可将降压斩波器看作直流降压变压器。9 电机负载斩波电路电机负载斩波电路钟剥年艺抵剪屿挛鞠省训孕嫡癣俱纸召胎异鄙万凯逸祈继允疑宙尚尹振飞第5章斩波电路2012第5章斩波电路201228电流断续时有电流断续时有I10=0，且，且t=ton+tx
22、时，时，i2=0，可以得出，可以得出 电流断续时，电流断续时，tx0开关开关闭合闭合时：二极管反时：二极管反偏截止，输出被隔离；偏截止，输出被隔离；输入电源向电感中储能输入电源向电感中储能开关开关断开断开时：输入电时：输入电源及电感共同向输出侧源及电感共同向输出侧提供电能。提供电能。呼轿矫景鲤店陨伍妇嫂列母瘟杉联陪骂愉聚粳年券丘雪蒙砸蜀需京烃艇炭第5章斩波电路2012第5章斩波电路201234n变压比变压比利用电感上的利用电感上的伏秒平衡伏秒平衡原则原则n 电流比电流比n 连续导通模式下的升压变换器可等效为连续导通模式下的升压变换器可等效为直流升压变压直流升压变压器器，变压比可通过占空比，变压
23、比可通过占空比D在在大于大于1的范围内的范围内连续调节。连续调节。际姬匹镭招戚用树挠小盯壁艾焦阅渴不旬喷派袄前槐摇领鲁恒都楞采摊苏第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012350iGE0ioI1a)b)图图5-2 升压斩波电路及其工作波形升压斩波电路及其工作波形a）电路图）电路图 b）波形）波形 当电路工作于稳态时，一个周期当电路工作于稳态时，一个周期T中电感中电感L积蓄积蓄的能量与释放的能量相等，即的能量与释放的能量相等，即 产镶催试肋镶艾拙督缴暖姚续棚而掂市失甘绘翰膏札浇宦咳区昨炽硬碉客第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012363 断续导通工作模式断续导通工作模式n电感电流临界连续
24、的情况电感电流临界连续的情况 电感电流电感电流iL在关断阶段（在关断阶段（toff）结束时恰好为零。）结束时恰好为零。电感电流临界连续电感电流临界连续电感电流断续电感电流断续船勤难块茁梆硫碱估勋猿妨翟皖双婉桑卑枪明楞肤叹矣糠访甲束辗命沃臭第5章斩波电路2012第5章斩波电路201237 每个开关周期，电感储能都要传递给输出端。每个开关周期，电感储能都要传递给输出端。如果负载较轻，不能消耗该能量，将导致电容电压如果负载较轻，不能消耗该能量，将导致电容电压上升上升Vo过高导致负载侧出现过压或击穿电容。所以过高导致负载侧出现过压或击穿电容。所以升压变换器不能空载工作升压变换器不能空载工作。n升压变换
25、器工作在断续导通模式时的特殊要求升压变换器工作在断续导通模式时的特殊要求僧菲询过吟顺缀深舜潦月脓精嘎涎叼染怪刺谭俺那犹者沁恢弟旨痊变阵噶第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012384 寄生元件的影响寄生元件的影响 电感、电容、开关、二极管等元件上的损耗产生了电感、电容、开关、二极管等元件上的损耗产生了寄寄生元件效应生元件效应，当，当D接近接近1时，实际的变压比有所下降。时，实际的变压比有所下降。应用时，一般要限制占空比应用时，一般要限制占空比D，使寄生效应不明显。，使寄生效应不明显。务轻报檀貌铃熏孵氛维缸听菌政窿辑装桑痈纫蜘产范廖窄琶穿床敦僵点闲第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012
26、395 输出电压的脉动率输出电压的脉动率实际上，实际上，电容值有限，电容值有限，输出电压存在脉动。输出电压存在脉动。连续导通模式下，连续导通模式下，输出电压脉动率输出电压脉动率泳袜冒谤辗董溺犀奶布蛮磅笔医杂扛颊掺描族簇荔轧似系沁晌兵火丧讳扒第5章斩波电路2012第5章斩波电路201240例例5-4 在图在图5-2a所示的升压斩波电路中，已知所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和值和C值极大，值极大，R=20 ，采用脉宽调制控制方式，当，采用脉宽调制控制方式，当T=40 s，ton=25 s时，计算输出电压平均值时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值，输出电流平均值Io。 解：输出电压
27、平均值为：解：输出电压平均值为： 输出电流平均值为：输出电流平均值为：痒漾琐社录扼沫抓瓮勉皱琼漠寝碟虑脾薄跺汪秋妨急腊易活妇芦饥劣键妊第5章斩波电路2012第5章斩波电路201241例例55在下图所示的升压斩波电路中，已知在下图所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和值和C值极大，值极大，R=20，采用脉宽调制控制方式，当，采用脉宽调制控制方式，当Ts=40s，ton=25s时，回答下列问题：时，回答下列问题： 1）计算输出电压平均值计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值，输出电流平均值Io，输入，输入电源的电流平均值电源的电流平均值Iin。 2）画出如下）画出如下波形波形：器件：器件V上
28、电流上电流iv和电压和电压uv，二极管，二极管VD上电流上电流iVD和电压和电压uVD。 3）计算器件计算器件V上电流平均值上电流平均值IdV和有效值和有效值IV拒膨痢衣已雄蕴编阀卒臂叹达背整谤停钡叭惦匙伟哭纂充求姻宴盏乌总栗第5章斩波电路2012第5章斩波电路201242解：解：1）2）3）皿阴另淑粘怂以仗巡炊井拆坊混恃星否市溪阑诧者概幽患详票怕校坍鸟成第5章斩波电路2012第5章斩波电路201243ttTEiOOi1i2I10I20I10tontoffuotOTOEtc)uoioi1i2t1t2txtontoffI20a)b)图图5-3 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形用于直流
29、电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形a）电路图）电路图 b）电流连续时）电流连续时 c）电流断续时）电流断续时 一是用于直流电动机传动，二是用作一是用于直流电动机传动，二是用作单相功率因数校正（单相功率因数校正（Power Factor CorrectionPFC）电路，三是用于其）电路，三是用于其他交直流电源中。他交直流电源中。 以用于直流电动机传动为例以用于直流电动机传动为例 在直流电动机在直流电动机再生制动再生制动时把电能回时把电能回馈给直流电源。馈给直流电源。 电动机电枢电动机电枢电流连续电流连续和和断续断续两种工两种工作状态。作状态。 直流电源的电压基本是恒定的，不直流电源的电压基本
30、是恒定的，不必并联电容器。必并联电容器。 基于基于分时段线性电路思想，分时段线性电路思想，电流连电流连续时得续时得L为无穷大时电枢电流的平均值为无穷大时电枢电流的平均值Io为为 典型应用典型应用谚夹滁婴挖船鸥昧倘险溯饭气睡徊期羔恼姻掺朔弛防千末婿乏驯匹毡绘握第5章斩波电路2012第5章斩波电路201244当电枢电流断续时，可求得当电枢电流断续时，可求得i2持续的时间持续的时间tx，即，即 当当txt0ff时，电路为电流断续工作状态，时，电路为电流断续工作状态，txt0ff是电流断续的条件，即是电流断续的条件，即 tOTOEtc)uoioi1i2t1t2txtontoffI20图图5-3 用于直
31、流电动机回馈能用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形量的升压斩波电路及其波形c）电流断续时）电流断续时毙责跳庙觉沂谱捕聚沙具腊蚜钻拄鳃醚漆厘截取萍菲三揍羞吃纺崇茁辙姨第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012455.1.3 升降压斩波电路和升降压斩波电路和Cuk斩波电路斩波电路otb)oti1i2tontoffILILa)图图5-4 升降压斩波电路及其波升降压斩波电路及其波形形a）电路图）电路图 b）波形）波形 升降压斩波电路升降压斩波电路 工作原理工作原理 V导通导通时，电源时，电源E经经V向向L供电使其贮能，此时电流为供电使其贮能，此时电流为i1，同时，同时C维持输出电压恒定维持输
32、出电压恒定并向负载并向负载R供电。供电。 V关断关断时，时，L的能量向的能量向负载释放，电流为负载释放，电流为i2，负载电，负载电压极性为上负下正，与电源电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路。极性斩波电路。 祸枝懊雄互悄喘炙廷逊产银讲揉望墅旦昂猎舟猿骏猪胡卧慎汹坷玻填维泳第5章斩波电路2012第5章斩波电路201246基本的数量关系基本的数量关系 稳态时，一个周期稳态时，一个周期T内内电感电感L两端电压两端电压uL对时间的积对时间的积分为零，即分为零，即 On-uL=E；Off-uL=-uootb)oti1i2tontoffILIL弄币瞒
33、翠摆独殖讹榷彭陪虫溺淄譬仁绣奠朱夷灌奎屋煮匹酋恢疹盎扳遮而第5章斩波电路2012第5章斩波电路201247当当0 1/2时为降压，当时为降压，当1/2 1时为升压时为升压-升降压斩波电路。升降压斩波电路。 电源电流电源电流i1和负载电流和负载电流i2的平均值分别为的平均值分别为I1和和I2，当电流脉动足够小时，当电流脉动足够小时，有有 输出功率和输入功率相等输出功率和输入功率相等 累耿粹安贝简祈盅暂员藉狄诉盖旬译姬陕枪穴攀于灰戏泊袁镐总免妓觅决第5章斩波电路2012第5章斩波电路201248图图5-5 Cuk斩波电路及其等效电路斩波电路及其等效电路a） 电路图电路图 b） 等效电路等效电路 V
34、导通时，导通时，EL1V 回路和回路和 RL2CV 回路分别流过电流。回路分别流过电流。 V关断时，关断时，EL1CVD 回路和回路和 RL2VD 回路分别流过电流。回路分别流过电流。 输出电压的极性与电源电压输出电压的极性与电源电压极性相反极性相反。 Cuk斩波电路斩波电路工作原理工作原理疽葡囤者蓄婶矣贡狱桔规谱滁郁漳趋滁洪只程焊寂勃轩庐菩烘僳铸莱庭躺第5章斩波电路2012第5章斩波电路201249基本的数量关系基本的数量关系C的电流在一周期内的平均值应为零的电流在一周期内的平均值应为零 由由L1和和L2的电压平均值为零，可得出输出电压的电压平均值为零，可得出输出电压Uo与电源电压与电源电压
35、E的关系的关系 明显的优点明显的优点:其输入电流和输出电其输入电流和输出电流都是连续的，且脉动很小，有利于流都是连续的，且脉动很小，有利于对输入、输出进行滤波。对输入、输出进行滤波。颁诺擦译勘岂极煮溪昭拟斗暇相携鳞奶抓存械逢墨拽啮棘灶瘦两萍伶撇椎第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012505.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路复合斩波电路和多相多重斩波电路 5.2.1 电流可逆斩波电路电流可逆斩波电路 5.2.2 桥式可逆斩波电路桥式可逆斩波电路 5.2.3 多相多重斩波电路多相多重斩波电路瑰恤惶岗泽军帘凝儿离歇柿卉悬殷偷朋读鉴省整悄库烽氯彪渗拳蔡寝煞廷第5章斩波电路2012第5章斩波电路
36、201251概念概念 复合斩波电路复合斩波电路：降压斩波电路：降压斩波电路+升压斩波电路。升压斩波电路。 多相多重斩波电路多相多重斩波电路：相同结构的基本斩波电路组合：相同结构的基本斩波电路组合 电流可逆斩波电路电流可逆斩波电路 斩波电路用于拖动直流电动机时，常要使电动机既可斩波电路用于拖动直流电动机时，常要使电动机既可电动运行电动运行，又可，又可再生制动再生制动，降压斩波电路能使电动机工，降压斩波电路能使电动机工作于第作于第1象限，升压斩波电路能使电动机工作于第象限，升压斩波电路能使电动机工作于第2象限。象限。 电流可逆斩波电路：降压斩波电路与升压斩波电路组电流可逆斩波电路：降压斩波电路与升
37、压斩波电路组合，此电路电动机的电枢电流可正可负，但电压只能是合，此电路电动机的电枢电流可正可负，但电压只能是一种极性，故其可工作于第一种极性，故其可工作于第1象限和第象限和第2象限。象限。5.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路复合斩波电路和多相多重斩波电路淡琳氨硕磺荫幕仲隶乃样琴氦火健锯缸垢管位挽拇查申摸纲碳洞篷键羽雍第5章斩波电路2012第5章斩波电路201252a)图图5-7 电流可逆斩波电路及其波形电流可逆斩波电路及其波形a） 电路图电路图 b） 波形波形 5.2.1 电流可逆斩波电路电流可逆斩波电路电路结构电路结构V1和和VD1构成构成降压斩波降压斩波电路电路，电动机为电动运行，电动机
38、为电动运行，工作于第工作于第1象限。象限。V2和和VD2构成构成升压斩波电升压斩波电路路，电动机作再生制动运行，电动机作再生制动运行，工作于第工作于第2象限。象限。卑慎变卷欢胎琅奈老铰虚佐溃唐疥旷愿饿点完善枷乾席巾魄糜潞封模苞孟第5章斩波电路2012第5章斩波电路201253第第3种工作方式下，当一种斩波电路电流断续而为零时，使另一个斩波种工作方式下，当一种斩波电路电流断续而为零时，使另一个斩波电路工作，让电流反方向流过，这样电动机电枢回路总有电流流过。电路工作，让电流反方向流过，这样电动机电枢回路总有电流流过。 一个周期内，电流不断，响应很快。一个周期内，电流不断，响应很快。 工作过程工作过
39、程两种工作情况：只作降压两种工作情况：只作降压斩波器运行和只作升压斩波斩波器运行和只作升压斩波器运行。器运行。第第3种工作方式种工作方式：一：一个周期内交替地作为降个周期内交替地作为降压斩波电路和升压斩波压斩波电路和升压斩波电路工作。电路工作。旺金调膝诲戒筏逛恤踞冠煮编庙绩漱霞骏瓦闻今批笺匆层者薪撰资刑聋统第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012545.2.2 桥式可逆斩波电路桥式可逆斩波电路图图5-8 桥式可逆斩波电路桥式可逆斩波电路 桥式可逆斩波电路桥式可逆斩波电路 将将两个电流可逆斩波电路组合起来，分别向电动机提供正向和反向电压，两个电流可逆斩波电路组合起来，分别向电动机提供正向和反
40、向电压，使电动机可以使电动机可以4象限象限运行。运行。 工作过程工作过程 V4导通时，等效为导通时，等效为图图5-7a所示的电流可逆斩波电路，提供所示的电流可逆斩波电路，提供正电压正电压，可使，可使电动机工作于电动机工作于第第1、2象限象限。 V2导通时，导通时，V3、VD3和和V4、VD4等效为又一组电流可逆斩波电路，向电等效为又一组电流可逆斩波电路，向电动机提供动机提供负电压负电压，可使电动机工作于，可使电动机工作于第第3、4象限象限。希密炎慧攘绷纪其常滁湛嚣烹糠港言拒惦票议瞻延狰砒粪柜延程拐长乏俐第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012555.2.3 多相多重斩波电路多相多重斩波电路
41、tOtttttttOOOOOOO1u2u3uoi1i2i3ioa)b)图图5-9 多相多重斩波电路及其波形多相多重斩波电路及其波形a）电路图）电路图 b）波形）波形 多相多重斩波电路多相多重斩波电路 是在电源和负载之间接入多个结构是在电源和负载之间接入多个结构相同的基本斩波电路而构成的。相同的基本斩波电路而构成的。 相数相数: 电源侧的电流脉波数。电源侧的电流脉波数。 重数重数：负载电流脉波数。：负载电流脉波数。3相相3重降压斩波电路重降压斩波电路 电路及波形分析电路及波形分析 3个降压斩波电路单元个降压斩波电路单元并联并联而成。而成。 总输出电流为总输出电流为 3 个斩波电路单元输个斩波电路
42、单元输出电流之和，其平均值为单元输出电出电流之和，其平均值为单元输出电流平均值的流平均值的3倍，脉动频率也为倍，脉动频率也为3倍。倍。男纵艰饿犊辫霉摆顾庇奎田裴脾筹企勿吧镇壬睦绦美作磐乡膀仍袭盾樊芯第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012565.2.3 多相多重斩波电路多相多重斩波电路 总输出电流总输出电流最大脉动率最大脉动率（电流脉动幅值与电流平均值之比）与（电流脉动幅值与电流平均值之比）与相数的平方成反比，其总的输出电流脉动幅值变得很小，所需相数的平方成反比，其总的输出电流脉动幅值变得很小，所需平波电抗器平波电抗器总重量大为减轻。总重量大为减轻。 当上述电路电源公用而负载为当上述电路电
43、源公用而负载为3个独立负载时，则为个独立负载时，则为3相相1重斩重斩波电路波电路，当电源为，当电源为3个独立电源，向一个负载供电时，则为个独立电源，向一个负载供电时，则为1相相3重斩波电路重斩波电路。 电源电流的电源电流的谐波分量谐波分量比单个斩波电路时显著减小。比单个斩波电路时显著减小。多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩波电路单元可互为备用，多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩波电路单元可互为备用，万一某一斩波单元发生故障，其余各单元可以继续运行，使得万一某一斩波单元发生故障，其余各单元可以继续运行，使得总体的可靠性提高。总体的可靠性提高。桶败棺誓掩哎捍匠特论鳖音雇伸帖鼓呐卫搅望腥郧艺蛔喧
44、遮食击滑块镇鼠第5章斩波电路2012第5章斩波电路201257 5.3.1 正激电路正激电路 5.3.2 反激电路反激电路 5.3.3 半桥电路半桥电路 5.3.4 全桥电路全桥电路 5.3.5 推挽电路推挽电路 5.3.6 全波整流和全桥整流全波整流和全桥整流 5.3.7 开关电源开关电源5.3 带隔离的直流直流变流电路带隔离的直流直流变流电路杉雪卞组畸柯骨菲鲁泻饿齿昔施通小劣禁乒刃涨圣狰弱艰蛋题梨凡及蝉泊第5章斩波电路2012第5章斩波电路2012585.3 带隔离的直流直流变流电带隔离的直流直流变流电图图 5-10 间接直流变流电路的结构间接直流变流电路的结构同直流斩波电路相比，电路中增
45、加了交流环节同直流斩波电路相比，电路中增加了交流环节-直直交交直电路直电路。 采用这种结构较为复杂的电路来完成直流采用这种结构较为复杂的电路来完成直流直流的变换有以下原因直流的变换有以下原因 输出端与输入端需要隔离。输出端与输入端需要隔离。 某些应用中需要相互隔离的多路输出。某些应用中需要相互隔离的多路输出。 输出电压与输入电压的比例远小于输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于或远大于1。 交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电感、滤交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量。波电容的体积和重量。蹬糟驳殉蔷界攻田鸿锡辙肩蹿蚊帐沥剿栽蚌血赠婆竭卯孟越
46、穿合嘲撬绿函第5章斩波电路2012第5章斩波电路201259正激电路和反激电路属于单端电路正激电路和反激电路属于单端电路半桥、全桥和推挽电路属于双端电路。半桥、全桥和推挽电路属于双端电路。间接直流变流电路分为间接直流变流电路分为单端单端(Single End)和和双端双端(Double End)电路两大类电路两大类单端电路中，变压器中流过的是直流脉动电流，单端电路中，变压器中流过的是直流脉动电流，双端电路中，变压器中的电流为正负对称的交流电流，双端电路中，变压器中的电流为正负对称的交流电流，怖贼什篆待侥病瓶弃唾叠废己埠医漳绰狱隙芋天棚仲猖游韵腑拨渡悄点豁第5章斩波电路2012第5章斩波电路20
47、1260SuSiLiSOttttUiOOO图图 5-11 正激电路的原理图正激电路的原理图图图 5-12 正激电路的理想化波形正激电路的理想化波形 正激电路正激电路(Forward) 工作过程工作过程 开关开关S开通开通后，变压器绕组后，变压器绕组W1两两端的电压为上正下负，与其耦合的端的电压为上正下负，与其耦合的W2绕组两端的电压也是上正下负，因此绕组两端的电压也是上正下负，因此VD1处于通态，处于通态，VD2为断态，电感为断态，电感L的的电流逐渐增长。电流逐渐增长。 S关断关断后，电感后，电感L通过通过VD2续流，续流，VD1关断。变压器的励磁电流经关断。变压器的励磁电流经N3绕绕组和组和
48、VD3流回电源，所以流回电源，所以S关断后承受关断后承受的电压为的电压为5.3.1 正激电路正激电路咏离蛋新锗病出渴蹿邮怒苑菲埋寄伤巳膜广准试克惫腊委金祈如坎如帖痹第5章斩波电路2012第5章斩波电路201261丙恒促趴搀永吕赔甫棵渴二硷新上廷逆玄搅蛹肇懒恒阮郁定谨镭泻阑铣首第5章斩波电路2012第5章斩波电路201262BRBSBHO图图 5-13 磁心复位过程磁心复位过程 开关开关S开通后，变压器的激磁电流由零开开通后，变压器的激磁电流由零开始，随时间线性的增长，直到始，随时间线性的增长，直到S关断，关断， 必须设法使激磁电流在必须设法使激磁电流在S关断后到下一次关断后到下一次再开通的时间
49、内降回零，这一过程称为再开通的时间内降回零，这一过程称为变压变压器的磁心复位器的磁心复位。否则导致变压器的激磁电感。否则导致变压器的激磁电感饱和。饱和。输出电压输出电压 输出滤波电感电流连续时输出滤波电感电流连续时 输出电感电流不连续时，输出电感电流不连续时，在负载为零的极限情况下在负载为零的极限情况下 变压器的磁心复位变压器的磁心复位磁心复位所需的时间磁心复位所需的时间辟嫁缆盖茸牺翁拂谆朝彪域需搔掣茹娘朗臻吻著过壁左纵吻芋姆趟演汰济第5章斩波电路2012第5章斩波电路201263SuSiSiVDtontoffttttUiOOOO图图 5-14 反激电路原理图反激电路原理图图图 5-15 反激
50、电路的理想化波形反激电路的理想化波形当当S开通时，开通时，W2绕组中的电流尚未下降到绕组中的电流尚未下降到零，则称工作于零，则称工作于电流连续模式电流连续模式，输出输入电，输出输入电压关系为压关系为5.3.2 反激电路反激电路工作过程工作过程S开通，开通，W1绕组的电流线性增长绕组的电流线性增长-电电感储能增加。感储能增加。S关断关断，W1绕组的电流被切断，变压器中的绕组的电流被切断，变压器中的磁场能量通过磁场能量通过W2绕组和绕组和VD向输出端释放，向输出端释放， 工作模式工作模式枝明茶壮泥斧契谐武橙贸眼桨拖窄隧锐褒胆业嗽哟伺隧奢隐掺娱柜囚毕慌第5章斩波电路2012第5章斩波电路201264
51、 S开通前，开通前，W2绕组中的电流已经下降到零，则绕组中的电流已经下降到零，则称工作于称工作于电流断续模式电流断续模式，此时输出电压高于（，此时输出电压高于（5-53）的计算值，在负载为零的极限情况下，）的计算值，在负载为零的极限情况下，所以应该避免负载开路状态。所以应该避免负载开路状态。凋秀旁倔藩另绊拓过妈竭速酱法召苗责概吁宦呕佣觅掐蓬察亡雇返靠竞肇第5章斩波电路2012第5章斩波电路201265图图 5-16 半桥电路原理图半桥电路原理图图图 5-17 半桥电路的理想化波形半桥电路的理想化波形5.3.3 半桥电路半桥电路酌勉语册疡跳价争闽一恒武址魏谬反合够欲侦遣党耳沦赞垃伞岛申洼搽蛤第5
52、章斩波电路2012第5章斩波电路201266 S1与与S2交替导通，交替导通，使变压器一次侧形成使变压器一次侧形成幅值为幅值为Ui/2的交流电的交流电压，改变开关的占空压，改变开关的占空比，就可以改变二次比，就可以改变二次侧整流电压侧整流电压ud的平均的平均值，也就改变了输出值，也就改变了输出电压电压Uo。 工作过程工作过程揉颖攘丝酞攻嗡村刹奴赔阿孺高柠追浇身唐砍村耻食虽催吮惋宾鼠乞矗戌第5章斩波电路2012第5章斩波电路201267S1导通时，二极管导通时，二极管VD1处于通态，处于通态，S2导通时，二导通时，二极管极管VD2处于通态，当两个开关都关断时，变压器绕处于通态，当两个开关都关断时
53、，变压器绕组组N1中的电流为零，中的电流为零，VD1和和VD2都处于通态，各分都处于通态，各分担一半的电流。担一半的电流。 S1或或S2导通时电感导通时电感L的电流逐渐上升，两个开关都的电流逐渐上升，两个开关都关断时，电感关断时，电感L的电流逐渐下降，的电流逐渐下降，S1和和S2断态断态时承受时承受的峰值电压均为的峰值电压均为Ui。由于由于电容电容的的隔直作用隔直作用，半桥电路对由于两个开关导通，半桥电路对由于两个开关导通时间不对称而造成的变压器一次侧电压的直流分量有自时间不对称而造成的变压器一次侧电压的直流分量有自动平衡作用，因此不容易发生变压器的动平衡作用，因此不容易发生变压器的偏磁偏磁和
54、和直流磁饱直流磁饱和和。待烫鸭胺狭组敲角毕篷喉畔哄碉幸博月裴梅宇伤磕叶技虐熊名眉碌藩当拦第5章斩波电路2012第5章斩波电路201268 滤波电感滤波电感L的电流连续时的电流连续时 输出电感电流不连续，输出电压输出电感电流不连续，输出电压Uo将高于式（将高于式（5-54）的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的）的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下极限情况下(5-54)输出电压输出电压恃薯肋惨枝帅普疲习撅千乒菌诗辜碗缀泡惠犯润蹲姬抬搞姻聊毁智率谤会第5章斩波电路2012第5章斩波电路201269S1S2uS1uS2iS1iS2iD1iS2tonTtttttttt2Ui2Uii
55、LiLOOOOOOOO图图 5-18 全桥电路原理图全桥电路原理图 图图 5-19 全桥电路的理想化波形全桥电路的理想化波形5.3.4 全桥电路全桥电路仅澈宾铜肢光轧旨棺友李沮傍梭风惯峭号浊本宙湛底他怜甘遍盒仆邯蛤沾第5章斩波电路2012第5章斩波电路201270S1S2uS1uS2iS1iS2iD1iS2tonTtttttttt2Ui2UiiLiLOOOOOOOO图图 5-18 全桥电路原理图全桥电路原理图 图图 5-19 全桥电路的理想化波形全桥电路的理想化波形S1与与S4开通后，开通后，VD1和和VD4处于通态，处于通态，电感电感L的电流逐渐上升。的电流逐渐上升。 当当S2与与S3开通后
56、，开通后，VD2和和VD3处于通态，处于通态，电感电感L的电流也上升。的电流也上升。 当当4个开关都关断时，个开关都关断时，4个二极管都处个二极管都处于通态，各分担一半的电感电流，电感于通态，各分担一半的电感电流，电感L的电流逐渐下降，的电流逐渐下降，S1和和S2断态时承受的峰断态时承受的峰值电压均为值电压均为Ui。5.3.4 全桥电路全桥电路 工作过程工作过程互为对角的两个开关同时导通互为对角的两个开关同时导通，同，同一侧半桥上下两开关一侧半桥上下两开关交替交替导通，使变导通，使变压器一次侧形成幅值为压器一次侧形成幅值为Ui的交流电压，的交流电压，变占空比可改变输出电压。变占空比可改变输出电
57、压。辨暇侧寺狼泪礼返盔蓑辞歉聘四损米捍停以忽驴游掘寥委雇尊疼涤碗拙收第5章斩波电路2012第5章斩波电路201271为避免同一侧半桥中上下两开关同时导通，每个为避免同一侧半桥中上下两开关同时导通，每个开关的占空比不能超过开关的占空比不能超过50%，还应留有裕量。，还应留有裕量。磁偏如果如果S1、S4与与S2、S3的导通时间不对称，则交的导通时间不对称，则交流电压流电压uT中将含有中将含有直流分量直流分量，会在变压器一次侧，会在变压器一次侧产生很大的直流产生很大的直流 分量，造成磁路饱和，因此全桥分量，造成磁路饱和，因此全桥电路应注意避免电压直流分量的产生，也可在一电路应注意避免电压直流分量的产
58、生，也可在一次侧回路串联一个电容，以阻断直流电流。次侧回路串联一个电容，以阻断直流电流。防直通霍愿艳侦蠕割怜桑礼晦淌腮曳构彪送爆雏溅卖耿拌无医前嘶娱起机举肋雾第5章斩波电路2012第5章斩波电路201272滤波电感电流连续时滤波电感电流连续时 输出电感电流不连续，输出电压输出电感电流不连续，输出电压Uo将高于式（将高于式（5-55）的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下下 (5-55)输出电压输出电压诱词椭检胖漆遥氯规沥齐软告研儿椽墟磷梅隔哑酝缸梢榜彝刘施占哈挽韶第5章斩波电路2012第5章斩波电路201273S1S2uS1uS2
59、iS1iS2iD1iS2tonTtttttttt2Ui2UiiLiLOOOOOOOO图图 5-20 推挽电路原理图推挽电路原理图图图 5-21 推挽电路的理想化波形推挽电路的理想化波形5.3.5 推挽电路推挽电路滤迎求铡挠矾赢擒唇慕驰术陈刹暗钉尉伴绦宅择瞩滔缝速由祭灭宵狈圭谆第5章斩波电路2012第5章斩波电路201274当两个开关都关断时，当两个开关都关断时，VD1和和VD2都处于通态，各分担一都处于通态，各分担一半的电流，半的电流，S1和和S2断态时承受的断态时承受的峰值电压峰值电压均为均为2倍倍Ui。 工作过程工作过程推挽电路中两个开关推挽电路中两个开关S1和和S2交替导通，在绕组交替导
60、通，在绕组N1和和N1两端分别形成相位两端分别形成相位相反的交流电压。相反的交流电压。S1导通时，二极管导通时，二极管VD1处于通态，电感处于通态，电感L的电流逐渐上的电流逐渐上升，升，S2导通时，二极管导通时，二极管VD2处于通态，电感处于通态，电感L电流也逐渐电流也逐渐上升。上升。疹链窗筋岁块奴逾押纫叁嚷毛铱兴债士庞恋假星铣鸣偿丧帚汰狰抚獭唬岸第5章斩波电路2012第5章斩波电路201275当滤波电感当滤波电感L的电流连续时的电流连续时 输出电感电流不连续，输出电压输出电感电流不连续，输出电压Uo将高于式（将高于式（5-56）的计算值，）的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下
61、并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下 (5-56)如果如果S1和和S2同时导通，就相当于变压器一次侧绕组短路，同时导通，就相当于变压器一次侧绕组短路，因此应避免两个开关同时导通，每个开关各自的占空比不因此应避免两个开关同时导通，每个开关各自的占空比不能超过能超过50%，还要留有死区。，还要留有死区。输出电压输出电压慨乐殿召灸糠疏坟额闷藉腿邪揍骡影疫闹驰蓑始谗展罚鲜城贺诌例忘殉颠第5章斩波电路2012第5章斩波电路201276电路电路优点优点缺点缺点功率范围功率范围应用领域应用领域正激正激电路较简单，成本低，可靠性高，驱动电路简单变压器单向激磁，利用率低几百W几kW各种中、小功率电源反激反
62、激电路非常简单，成本很低，可靠性高，驱动电路简单难以达到较大的功率，变压器单向激磁，利用率低几W几十W小功率电子设备、计算机设备、消费电子设备电源。全桥全桥变压器双向励磁，容易达到大功率结构复杂，成本高，有直通问题，可靠性低，需要复杂的多组隔离驱动电路几百W几百kW大功率工业用电源、焊接电源、电解电源等半桥半桥变压器双向励磁，没有变压器偏磁问题，开关较少，成本低有直通问题，可靠性低，需要复杂的隔离驱动电路几百W几kW各种工业用电源，计算机电源等推挽推挽变压器双向励磁，变压器一次侧电流回路中只有一个开关，通态损耗较小，驱动简单有偏磁问题几百W几kW低输入电压的电源表表 5-1 各种不同的间接直流
63、变流电路的比较各种不同的间接直流变流电路的比较枚峻黑囊盾亭暑谜柞眨忍院损丢鱼巴杜冷颖伪照很银自牟尊邯菠姜磺燎仕第5章斩波电路2012第5章斩波电路201277图图5-22 a)全波整流电路原理图全波整流电路原理图 双端电路双端电路中常用的整流电路形式为中常用的整流电路形式为全波整流电路全波整流电路和和全桥整流电路全桥整流电路。全波整流电路的特点全波整流电路的特点 优点：电感优点：电感L的电流回路中只有的电流回路中只有一个二极管压降一个二极管压降，损耗小，而且整，损耗小，而且整流电路中只需要流电路中只需要2个二极管个二极管，元件数较少。，元件数较少。 缺点：二极管断态时承受的反压较高，对器件耐压
64、要求较高，而且缺点：二极管断态时承受的反压较高，对器件耐压要求较高，而且变压器二次侧绕组有中心抽头，结构较复杂。变压器二次侧绕组有中心抽头，结构较复杂。 适用场合：输出电压较低的情况下（适用场合：输出电压较低的情况下（100V）。）。5.3.6 全波整流和全桥整流全波整流和全桥整流雀液胯熟烽肠负黎沿轻态抚脚筷勇鸵皂摆蹭风牟滔褒薛擞岂宣滔膘铡爵灶第5章斩波电路2012第5章斩波电路201278适用场合：高压输出的情况下。适用场合：高压输出的情况下。图图5-22 b)全桥整流电路原理图全桥整流电路原理图 5.3.6 全波整流和全桥整流全波整流和全桥整流全桥电路的特点全桥电路的特点优点：二极管在断态
65、承受优点：二极管在断态承受的电压仅为交流电压幅值，的电压仅为交流电压幅值，变压器的绕组简单。变压器的绕组简单。缺点：电感缺点：电感L的电流回路中存在的电流回路中存在两两个二极管压降个二极管压降，损耗较大，而且电路，损耗较大，而且电路中需要中需要4个二极管个二极管，元件数较多。，元件数较多。闭杜弘爽里队厘猜评沉象贴逞坪媳寇呼滤咽硝咽慢喜尘巫沥现卑训兼干蕉第5章斩波电路2012第5章斩波电路201279缺点缺点:需要对需要对V1和和V2的通与断进行控的通与断进行控制，增加了控制电路的复杂性。制，增加了控制电路的复杂性。 图图5-23 同步整流电路原理图同步整流电路原理图同步整流电路同步整流电路当电
66、路的输出电压非常低当电路的输出电压非常低时，可以采用同步整流电路，时，可以采用同步整流电路，利用利用低电压低电压MOSFET具有非具有非常小的导通电阻的特性降低常小的导通电阻的特性降低整流电路的导通损耗，进一整流电路的导通损耗，进一步提高效率。步提高效率。夜闯坡黑筑痰钙以帮髓玫酪扣济募缄空痉氧眉下湾冷填赴咨焦蛙沿轩滨催第5章斩波电路2012第5章斩波电路201280如果输入端的直流电源是由交流电网整流得来，如果输入端的直流电源是由交流电网整流得来，则构成则构成交交直直交交直直电路，采用这种电路的装电路，采用这种电路的装置通常被称为开关电源。置通常被称为开关电源。 由于开关电源采用了由于开关电源
67、采用了工作频率较高工作频率较高的交流环节，的交流环节，变压器和滤波器都大大减小，因此同等功率条件变压器和滤波器都大大减小，因此同等功率条件下其体积和重量都远远小于相控整流电源。下其体积和重量都远远小于相控整流电源。 工作频率的提高还有利于控制性能的提高。工作频率的提高还有利于控制性能的提高。5.3.7 开关电源开关电源略谎嘿默挪穆厘饿凉拇土厌壹融郸是炊母灾悲部馁策瞳财见原毛特庶昨姿第5章斩波电路2012第5章斩波电路201281直流直流-直流变流电路（直流变流电路（DC/DC Converter）包括）包括直接直流直接直流变流电路变流电路和和间接直流变流电路间接直流变流电路。 直接直流变流电路
68、包括直接直流变流电路包括6种基本斩波电路、种基本斩波电路、2种复合斩波种复合斩波电路及多相多重斩波电路，其中最基本的是电路及多相多重斩波电路，其中最基本的是降压斩波电降压斩波电路路和和升压斩波电路升压斩波电路两种。两种。常见的间接直流变换电路可以分为常见的间接直流变换电路可以分为单端单端和和双端双端电路两大类，电路两大类，单端电路包括正激和反激两类，双端电路包括全桥、半单端电路包括正激和反激两类，双端电路包括全桥、半桥和推挽三类，每一类电路都可能有多种不同的拓扑形桥和推挽三类，每一类电路都可能有多种不同的拓扑形式或控制方法。式或控制方法。 本章小结本章小结墨撼个膀该登讯沙葡沛豌命颓沤鸳懂剑锄烙辕渴驮专何痔老痉挽然蚂锯之第5章斩波电路2012第5章斩波电路201282
