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1、直流斩波电路1南京工业大学自动化学院直流斩波电路直流斩波电路1.直流斩波电路直流斩波电路DC Chopper 将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电 也称为直流-直流变换器DC/DC Converter 普通指直接将直流电变为另不断流电，不包括直交直流2.直流斩波电路的种类直流斩波电路的种类 6种根本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最根本的电路 复合斩波电路不同根本斩波电路组合 多相多重斩波电路一样构造根本斩波电路组合 南京工业大学自动化学院直流斩波器直流斩波器 图中所示电路，即为直流斩波器Choppe
2、r南京工业大学自动化学院3.1 直流斩波电路的任务原理直流斩波电路的任务原理 当Q导通时，任务形状： 任务形状南京工业大学自动化学院 当Q封锁时，任务形状：南京工业大学自动化学院输出电流平均值： 式中T为开关周期，TON为导通时间，D为为斩波占空比平均负载电流 电量计算改动占空比，就可以改动输出电压南京工业大学自动化学院 输入功率等于输出功率： 斩波器输入电阻：南京工业大学自动化学院 时间比控制方式 脉冲宽度控制也称定频调宽式PWM 脉冲频率控制也称定宽调频式PFM 脉冲混合控制即同时改动和f 瞬时值控制 平均值控制 南京工业大学自动化学院3.2 直流斩波器根本电路 常用的直流斩波器有：降压斩
3、波器，升压斩波器，升降压斩波器，双象限斩波器，四象限斩波器等。下面分别引见其根本电路及任务原理。 南京工业大学自动化学院虽然能实现电压的幅值控制但是输出纹波过大负载上电压和电流脉动大通常在负载端加上LC滤波环节，以减小输出电压纹波经过电路变换，就有BUCK降压变换器3.2.1 降压斩波器降压斩波器 Buck Converter南京工业大学自动化学院Q ,D, L, C四个元件四个元件假设：假设： Ui为理想直流电压源；为理想直流电压源； C很大很大,UO为直流电压；为直流电压； 全控型器件 假设为晶闸管，须有辅助关断电路。续流二极管LC滤波 电路构成电路构成南京工业大学自动化学院降压斩波器任务
4、过程演示降压斩波器任务过程演示南京工业大学自动化学院 任务方式定义：任务方式定义： iL断续方式断续方式DCM discontinuous conduction mode 在在Q管管OFF期间期间(Toff) 电感电流下降到零，故添加一电感电流下降到零，故添加一个个iL =0 的任务形状的任务形状3 iL延续方式延续方式CCM continuous conduction mode 在一个开关周期内电感电流均在一个开关周期内电感电流均大于零。大于零。南京工业大学自动化学院 Q管导通期间管导通期间(Ton)形状形状1 Uce=0， UA=Ui，D OFF,L储能，储能，iL增大增大 根本任务原理根
5、本任务原理 Q管管OFF期间期间(Toff)形状形状2: UD=0，UA=0，Uce=Ui，L释释 能，能，iL减小减小南京工业大学自动化学院 BUCK电路模态分析当Q导通时：电感电流线性上升：南京工业大学自动化学院当Q截止时，有：电感电流线性下降：南京工业大学自动化学院由于在稳态时电流不能突变： 联立以上各式： 输出电流平均值：南京工业大学自动化学院3.2.2 升压斩波器升压斩波器 坚持输出电压储存电能 电路构成L, Q , D, C四个元件构成南京工业大学自动化学院升压斩波器任务过程演示升压斩波器任务过程演示南京工业大学自动化学院 升压式变换器任务形状分析升压式变换器任务形状分析当Q导通时
6、，电感电流线性增长：电容维持负载电流，假定输出 电压恒定电容足够大南京工业大学自动化学院当Q截止时，电感电流线性减小： 同样根据电感电流延续：南京工业大学自动化学院联立等式，求解： 根据公式可知，输出电压大于输入 电压，属升压电路Q和和D的最大的最大电压是多少？电压是多少？两式相除化简两式相除化简南京工业大学自动化学院 用于直流电动机传动时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实践电路中电感L值不能够为无穷大，因此该电路和降压斩波电路一样，也有电动机电枢电流延续和断续两种任务形状此时电机的反电动势相当于图3-2电路中的电源，而此时的 直流电源相当于图3-2中电路中的负载。由于直流电源的电压根本是恒定的，因此不用并联电容器。 运用
