P第3章直流斩波电路 31基本斩波电路 32复合斩波电路和多相多重斩波电路 本章小结 电力电子技术 http:/pel-course.xjtu.edu.cn
3-1 第3章 直流斩波电路 3.1 基本斩波电路 3.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路 本章小结
P第3章直流斩波电路·引言 ●直流斩波电路( DC Chopper) 中将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。 中也称为直流-直流变换器( DC/DC Converter) 般指直接将直流电变为另一直流电,不包括直 流一交流一直流。 ●电路种类 ◆6种基本斩波电路: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。 中复合斩波电路——不同结构基本斩波电路组合。 ◆多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合 电力电子技术 步大 http:/pel-course.jtu.edu.cn 3-2
3-2 第3章 直流斩波电路·引言 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）。 一般指直接将直流电变为另一直流电，不包括直 流—交流—直流。 电路种类 6种基本斩波电路：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。 复合斩波电路——不同结构基本斩波电路组合。 多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合
P31基本斩波电路 311降压斩波电路 3.12升压斩波电路 313升降压斩波电路和cuk斩波电路 314 Sepic斩波电路和zeta斩波电路 电力电子技术 http:/pel-course.xjtu.edu.cn 3-3
3-3 3.1 基本斩波电路 3.1.1 降压斩波电路 3.1.2 升压斩波电路 3.1.3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 3.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路
P3.1.1降压斩波电路 降压斩波电路 全控型器件 (Buck Chopper) 若为晶闸管,须 有辅助关断电路。 ●电路结构 R 负载 出现 的反 续流二极管 人电动 势 E VD ME 典型用途之一是拖动直流电动机,也可带蓄电池负载。 电力电子技术 http:/pel-course.jtu.edu.cn
3-4 3.1.1 降压斩波电路 电路结构 全控型器件 若为晶闸管，须 有辅助关断电路。 续流二极管 负载 出现 的反 电动 势 典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。 降压斩波电路 （Buck Chopper)
311降压斩波电路 ●工作原理 o木vDu。 中t=0时刻驱动∨导通,电源E向 a)电路图 负载供电,负载电压U=E,负 载电流。按指数曲线上升。 t时控制关断,二极管VD 续流,负载电压U近似为零 负载电流呈指数曲线下降。 b)电流连续时的波形 中通常串接较大电感L使负载电 流连续且脉动小。 172 中动画演示。 c)电流断续时的波形 电力电子技术 h步图31降压斩波电路得原理图及波形 d e el-course. xItu. edu cn 3-5
3-5 3.1.1 降压斩波电路 工作原理 c) 电流断续时的波形 E V + - M L R VD i o EM uo iG t t O t O O b)电流连续时的波形 T E iG t on t off i o i 1 i 2 I 10 I 20 t 1 uo O O O t t t T E E iG iG t on t off i o t x i 1 i 2 I 20 t 1 t 2 uo E M a) 电路图 图3-1 降压斩波电路得原理图及波形 t=0时刻驱动V导通，电源E向 负载供电，负载电压uo =E，负 载电流i o按指数曲线上升。 t=t 1时控制V关断，二极管VD 续流，负载电压uo近似为零， 负载电流呈指数曲线下降。 通常串接较大电感L使负载电 流连续且脉动小。 动画演示
311降压斩波电路 数量关系 电流连续 负载电压平均值: onE=one=dE (3-1) t+t tnV通的时间t。V断的时间a-导通占空比 ◎负载电流平均值 U-E (3-2) 尺 φ电流断续,U被抬高,一般不希望出现。 电力电子技术 http:/pel-course.jtu.edu.cn 3-6
3-6 3.1.1 降压斩波电路 数量关系 电流连续 负载电压平均值： E E T t E t t t U = = + = o n o n off o n o （3-1） R U E I o M o − = （3-2） ton——V通的时间 toff——V断的时间 a--导通占空比 电流断续，Uo被抬高，一般不希望出现。 负载电流平均值：
311降压斩波电路 斩波电路三种控制方式 此种方式应用 最多 中7不变,变tn—脉冲宽度调制(PWM)。 ton不变,变7一频率调制。 ton和7都可调,改变占空比一混合型。 第2章21节介绍过:电力电子电路的实质上是分时 段线性电路的思想。 ●基于“分段线性”的思想,对降压斩波电路进 行解析。 分V处于通态和处于断态 中初始条件分电流连续和断续 电力电子技术 http:/pel-course.jtu.edu.cn 3-7
3-7 3.1.1 降压斩波电路 斩波电路三种控制方式 T不变，变t on—脉冲宽度调制（PWM）。 t on不变，变T —频率调制。 t on和T都可调，改变占空比—混合型。 此种方式应用 最多 第2章2.1节介绍过：电力电子电路的实质上是分时 段线性电路的思想。 基于“分段线性”的思想，对降压斩波电路进 行解析。 分V处于通态和处于断态 初始条件分电流连续和断续
311降压斩波电路 同样可以从能量传递关系出发进行的推导 4由于L为无穷大,故负载电流维持为厂不变 电源只在V处于通态时提供能量,为EJon 在整个周期中,负载消耗的能量为(R2T+EM7) 周期中,忽略损耗,则电源提供的能量与负载消耗的能量相等。 elt =rit+E t CLE-E R E1=aB。=U on 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。 电力电子技术 http:/pel-course.jtu.edu.cn 3-8
3-8 3.1.1 降压斩波电路 (RI T E I T ) M o 2 o + 同样可以从能量传递关系出发进行的推导 由于L为无穷大，故负载电流维持为I o不变 电源只在V处于通态时提供能量，为 在整个周期T中，负载消耗的能量为 o on EI t 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。 一周期中，忽略损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等。 EIo t on = RI o T + EMIo T 2 R E E I M o − = o o on 1 I I T t EI1 =EIo =Uo Io I = =
P3.1.1降压斩波电路 负载电流断续的情况: 式(3-6) 10=0,且仁时,i2=0 TIn (1-m)e 式(3-7) (3-17) 输出电压平均值为: E+(T-ton-tE a m e (3-18) 负载电流平均值为: dt U。-En RR 电力电子技术 http:/pel-course.jtu.edu.cn 3-9
3-9 3.1.1 降压斩波电路 负载电流断续的情况： I 10=0，且t=t x时，i 2=0 式（3-7） 式（3-6） − − = − m m e t 1 (1 ) x ln （3-16） t x <t off 电流断续的条件： 1 1 − − e e m （3-17） R U E R E m T t t i t i t T I t t o n x o m 0 0 o 1 2 o n x d d 1 − = + = − = + （3-19） 负载电流平均值为： m E T t t T t E T t t E U + = + − + − − = o n o n x M o n x o 1 ( ) 输出电压平均值为： （3-18）
P312升压斩波电路 升压斩波电路 (Boost Chopper) 1)升压斩波电路的基本原理 ●电路结构 储存电能 保持输 出电压 E R 电力电子技术 http:/pel-course.xjtu.edu.cn 3-10
3-10 3.1.2 升压斩波电路 升压斩波电路 （Boost Chopper） 保持输 出电压 储存电能 电路结构 1) 升压斩波电路的基本原理