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1、第五章第五章 直流斩波电路直流斩波电路 5.1 基本斩波电路基本斩波电路(1) 降压斩波电路降压斩波电路(2) 升压斩波电路升压斩波电路 (3) 升降压斩波电路升降压斩波电路5.2 复合斩波电路复合斩波电路 (1) 电流可逆斩波电路电流可逆斩波电路 (2) 桥式可逆斩波电路桥式可逆斩波电路毒永辙劈娃帘蕾肢液谚组遮唾核藻绍诧衷戴上案我脾添封闪穿牙竟瓤卡玻第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件v直流斩波电路直流斩波电路 将直流电变为另一固定电压或可调电压的变换将直流电变为另一固定电压或可调电压的变换 电路电路, ,也称为直流也称为直流- -直流变换器直流变换器 一般指直接将直流电
2、变为另一直流电，不包括一般指直接将直流电变为另一直流电，不包括 直流直流交流交流直流直流v斩波方式：斩波方式： 周期周期T T不变，改变导通时间不变，改变导通时间TonTon调宽调宽 导通时间导通时间TonTon不变，改变周期不变，改变周期TT调频调频 T, TonT, Ton都改变都改变混合调制混合调制v 斩波器分类斩波器分类： 降压斩波器降压斩波器 ，升压斩波器，复合斩波器，升压斩波器，复合斩波器表粗缮苞衫顽踩层铀憾郴琵佰讹季殆峰面辕烽酸涕鲸蝴铬六蓄甄画脾喊删第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件5.1.1 5.1.1 降压斩波电路降压斩波电路( (一一) ) 工作电路工
3、作电路IGBT,若为晶闸管，须有若为晶闸管，须有关断辅助电路关断辅助电路续流二极管续流二极管负载负载出现出现的反的反电动电动势势5.1 5.1 基本斩波电路基本斩波电路 龟评钥湘晃排歧萨敬汕野得乡玛前难逼胖涅濒淬世徽芬嫩圣哦力食疟尧但第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件（二）（二） 工作原理工作原理电流连续电流连续偷鳃领耙蕊胃遣余豫法恭侥振羔炎极刚层速量哗仅谅择裳歇扎厕佣爸抢蹋第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件电流断续电流断续枯仿乳爪堂弟辑捕袄自涛廓曳粪涨此酞撰禁择魏氧桑操剑荡绷旷供妹蔷唇第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件l 动态
4、演示动态演示动态演示动态演示郑蒋甫狼剁及碾捕器畸奶组治钥狂癌圃竞福妓父译栈乞淳腮筒刃币告氮熬第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件 （1 1）电流连续）电流连续 V V为通态期间，为通态期间，设负载电流为设负载电流为i i1 1，有，有 ： 设此阶段电流初值为设此阶段电流初值为I I1010， =L/R=L/R，解上式得，解上式得（三）数量关系分析（三）数量关系分析从电路理论角度推导从电路理论角度推导v瞬态分析瞬态分析跑堡挡熬润席褪兆置苯纬负闷阉球望烤侩襟趟南茫饿帐皇却黄豪黎佩驹玩第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件 V V为断态期间，设为断态期间，设负载
5、电流为负载电流为i i2 2，有：，有：设此阶段电流初值为设此阶段电流初值为I I2020，解上式得：解上式得：亨源耳豫连惺裳嘛敦谨乎烂台臃乱惶涤甥瘩履穿析霹轰蛇俘执甭赫猫策泅第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件 且：且：I I1010i i2 2(t(t2 2) )，I I2020=i=i1 1(t(t1 1) )，代入，代入,蚜华游炭蝶喜迪虚邪请郊鸣幕苏灸继鸟渤拾询阵癣鲤搁弯忽碴普衣秦习骤第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件当当L无穷大时无穷大时上式表示了平波电抗器上式表示了平波电抗器L L为无穷大，负载电流完全为无穷大，负载电流完全平直时的负载电流
6、平均值平直时的负载电流平均值I Io o，此时负载电流最大值、，此时负载电流最大值、最小值均等于平均值。最小值均等于平均值。厂怕此毛其残嘘媳窥萝掏鳞莲刀稚虚叛尿氰幻律价巩涟鹅爬臼聚肾轧几诞第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件tonV通的时间通的时间 toffV断的时间断的时间 a-a-导通占空比导通占空比v平均值分析平均值分析衫屎鳞摧妓烟镣呸谗修雌垮恍郊聘娟渊鲸氟姜勤勤斋磁样朋浇筛怔昨活钵第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件（2）电流断续）电流断续I I1010=0=0，且，且t=ton+tt=ton+tx x时，时，i i2 2=0=0代入上代入上tx
7、11，输出电压高于电源电压，故称该电路为升，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路压斩波电路T/tT/toffoff升压比；升压比；升压比的倒数记作升压比的倒数记作 ，即，即 和和 的关系：的关系：因此，因此，U U0 0可表示为可表示为v以上分析中，认为以上分析中，认为V V通态期间因电容通态期间因电容C C的作用使得输的作用使得输出电压出电压U Uo o不变，但实际不变，但实际C C值不可能无穷大，在此阶段值不可能无穷大，在此阶段其向负载放电，其向负载放电，U Uo o必然会有所下降，故实际输出电压必然会有所下降，故实际输出电压会略低。会略低。业哈屡群瞪溅掖甩汗必恍蔑涂奄饯编已萨吵
8、呸螺仿窝夹设秸洪拭颓寒泞诈第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件根据电路结构分析输出电流的平均值根据电路结构分析输出电流的平均值I Io o为：为： v如果忽略电路中的损耗，则由电源提供的能量仅由如果忽略电路中的损耗，则由电源提供的能量仅由负载负载R R消耗，即消耗，即与降压斩波电路一样，升压斩波电路也可看成是与降压斩波电路一样，升压斩波电路也可看成是直流变压器。直流变压器。则电源电流的平均值则电源电流的平均值I I1 1为：为： 晓瘁统颖演常权麓俘尹鞠鸡慢躯澎蹦惰钉跋吨僵贰雾搀诈缎傍约甩硅区去第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件（四）升压斩波电路典型应用
9、（直流电机传动）（四）升压斩波电路典型应用（直流电机传动）通常是用于直流电动机再生制动时把电能回馈给通常是用于直流电动机再生制动时把电能回馈给 直流电源直流电源实际电路中电感实际电路中电感L L值不可能为无穷大，因此也有电值不可能为无穷大，因此也有电流连续和断续两种工作状态流连续和断续两种工作状态此时电机的反电动势相当于右此时电机的反电动势相当于右图图中的电源，而此中的电源，而此时的直流电源相当于右图中的负载。由于直流电源时的直流电源相当于右图中的负载。由于直流电源的电压基本是恒定的，因此不必并联电容器。的电压基本是恒定的，因此不必并联电容器。哼釉沼丙胎痰楞亨肆箭瓤脑羊柯砾弯搁材睛贤作沛掖盏僚
10、尝谜扎犊帅夺盆第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件v工作原理工作原理件宗婶架祁拜翔溯瞻裕忆高椰弗俱蓟狸硫讣怯乘逻乒镀搔谍我载卫涎斯火第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件当电枢电流断续时：当电枢电流断续时：当t=0时刻i1=I10=0，当t=t2时，i2=0，得：txt0ff-电流断续的条件电流断续的条件匿羹斤淋悄掌赫促枕澜评孽绎瞅摩翌汾讹北搽刃颗茄降贡岂腰槐缚葱椭从第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件5.1.3 5.1.3 升降压斩波电路升降压斩波电路(一）原理图：蠕荫匀封鸦杉患驾凿疤视痉羊禁号智炉坤执盅犹叔架啄巫洋园喀沮唉撤郎第五部
11、分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件（二）（二） 工作原理工作原理 V V通时，电源通时，电源E E经经V V向向L L供电使其贮能，此时电供电使其贮能，此时电流为流为i i1 1。同时，。同时，C C维持维持输出电压恒定并向负载输出电压恒定并向负载R R供电。供电。V V断时，断时，L L的能量向负的能量向负载释放，电流为载释放，电流为i i2 2。负。负载电压极性为上负下正，载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩该电路也称作反极性斩波电路波电路. .蝉盾格愧零锨砖酥爹饲碳冉匠亢铭灾煞解敝彭勘汤瘴观秧擂瑟堕获弧卯磐第五部分直流斩波电路
12、教学课件第五部分直流斩波电路教学课件动态演示动态演示嫉旬雍算涡瞥役盏淫丰弄募卫寺铬吝狈扩旭南原辞浅锋孰樊卞拥桃吭抢尿第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件稳态时，一个周期稳态时，一个周期T内电感储存的能量等于释放的能量内电感储存的能量等于释放的能量（三）数量关系（三）数量关系 械午巍淖莉庇萍掘骤吝鸥杂持啦谎椒筛腻掏翌伙龟槽俘萌变腆哉环吮抢货第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件结论：结论： 改变导通比改变导通比a a，输出电压既可以比电源电压高，也可，输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当以比电源电压低。当0a 1/20a 1/2时为降压，当时为
13、降压，当1/2a 1/2a 11时为升压，因此将该电路称作升降压斩波电路。时为升压，因此将该电路称作升降压斩波电路。其输出功率和输入功率相等，可看作直流变压器。其输出功率和输入功率相等，可看作直流变压器。 丙剥成丛诧政携血辽档肘苯战部霸苹春附餐桐蔫焕备儒埃辗现懒遭碴倦叛第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件复合斩波电路：复合斩波电路： 5.2 复合斩波电路复合斩波电路降压斩波电路和升压斩波电路的组合构成降压斩波电路和升压斩波电路的组合构成 （1）电流可逆斩波电路）电流可逆斩波电路（2 2）桥式可逆斩波电路）桥式可逆斩波电路 烹钥诬断于句爱滤旧蓑泌盆键镣厢果爬够舔格涸雪拇暖蔚携
14、扇厉寒办羔舜第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件5.2.1 电流可逆斩波电路电流可逆斩波电路斩斩波波电电路路用用于于拖拖动动直直流流电电动动机机时时，常常要要使使电电动动机机既既可可电电动动运运行行，又又可可再再生生制制动动, ,可可通通过过电电流流可可逆逆斩斩波波电电路路来来实实现现. .电电流流可可逆逆斩斩波波电电路路由由降降压压斩斩波波电电路路和和升压斩波电路复合而成升压斩波电路复合而成. .壳多圆托革萨纤韩梁俗莹棘钥白胰芍臆酞瘪棺媒针邢奠郁绝撰冀肠巫栋伸第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件l原理图：电流可逆斩波电路电流可逆斩波电路V V1 1和和
15、VDVD1 1构成降压斩波电路，由电源向直流电动机构成降压斩波电路，由电源向直流电动机供电，电动机为电动运行，工作于第供电，电动机为电动运行，工作于第1 1象限象限分析：V V2 2和和VDVD2 2构成升压斩波电路，把直流电动机的动能构成升压斩波电路，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，转变为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于第工作于第2 2象限象限必须防止必须防止V1和和V2同时导通而导致的电源短路同时导通而导致的电源短路筏帛童持爆粗狄既返它层擎记褒催谰十汝例叉须则扮墩卫窥眠挝晾芽氮侣第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件l 只作降
16、压斩波器运行时，则只作降压斩波器运行时，则V2V2和和VD2VD2总处于断态；总处于断态；l 只作升压斩波器运行时，则只作升压斩波器运行时，则V1V1和和VD1VD1总处于断态；总处于断态；l第第3 3种工作方式：一个周期内交替地作为降压斩种工作方式：一个周期内交替地作为降压斩波电路和升压斩波电路工作波电路和升压斩波电路工作剃轧匝俺爹豆袖驮固归禾选楷僵垫茹荚抖寻啥匠杏孟隋燃赤意撤蒸入扶睬第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件 电流可逆斩波电路电流可逆斩波电路：电枢电流可逆，两象限运：电枢电流可逆，两象限运行，但电压极性是单向的行，但电压极性是单向的 当需要电动机进行正、反转以
17、及可电动又可制当需要电动机进行正、反转以及可电动又可制动的场合（即四象限运行），须将两个电流可逆动的场合（即四象限运行），须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斩波电路组合起来，分别向电动机提供正向和反向电压，成为向电压，成为桥式可逆斩波电路桥式可逆斩波电路. .5.2.2 桥式可逆斩波电路桥式可逆斩波电路教崭判台玄璃式孽临灭树眼馒机骑鄙蹬筏迫藩恰殷孩擒裤阶赖稳染羡哥凝第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件使使V V4 4保保持持通通时时，等等效效为为一一电电流流可可逆逆斩斩波波电电路路，向向电电动动机机提提供供正正电电压压，可可使使电电动动机机工工作作于
18、于第第1 1、2 2象象限，即正转电动和正转再生制动状态限，即正转电动和正转再生制动状态. .使使V V2 2保保持持通通时时，V V3 3、VDVD3 3和和V V4 4、VDVD4 4等等效效为为又又一一组组电电流流可可逆逆斩斩波波电电路路，向向电电动动机机提提供供负负电电压压，可可使使电电动机工作于第动机工作于第3 3、4 4象限象限. . 铡蘸次剑琅罐阐舅捷球锰镑砷栏烧羽抿展辰鹏究叮蜘具掷褐遁梦住衫博狂第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件本本章章重重点点介介绍绍了了两两种种基基本本斩斩波波电电路路，要要求求理理解解降降压压斩斩波波电电路路和和升升压压斩斩波波电电路路的的工工作作原原理理，掌掌握握这这两两种电路的输入输出关系、电路解析方法、工作特点。种电路的输入输出关系、电路解析方法、工作特点。要要求求掌掌握握复复合合斩斩波波电电路路的的工工作作原原理理及及电电压压电电流流波波形。形。本章重点本章重点钠冻暴兢瘁帽积衷犁患痪损渴酣瞬谢战闹寨沈侄镣稻发报跃烯撇炭胸屑绝第五部分直流斩波电路教学课件第五部分直流斩波电路教学课件
