北京交通大学+电力电子技术+第05章+直流斩波器(DC-DC变换器)

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1、电力电子技术PowerElectronicsTechnologySpring2006电气工程学院陈洛忠第五章直流斩波器（DC-DC变换器）概述1、直流电压的调节方式（1）线性调节方式通过与负载相串联的线性元件来调节电压损耗大、效率低（2）开关调节方式通过电子开关的闭合/断开来调节电压电阻负载降压变换器2、直直变换器属开关调节方式3、直直变换技术的应用直流调速系统：如地铁动车、无轨电车、其它蓄电池供电的电动车辆等，在此领域称直流斩波技术开关电源：如通信电源、电脑、移动电话电源等，在此领域称直直变换技术4、直流斩波器的分类：根据输入、输出电压大小降压型U0Ui

2、Boost型升－降压型Buck-Boost型Cuk型根据输出电压、输出电流方向第一象限U0>0,I0>0第二象限U0>0,I0<0两象限四象限根据是否带隔离变压器不带隔离变压器和带隔离变压器5、本章将讨论直直变换器的工作原理和稳态工作特性，在分析过程中基于如下几点假设：电路中的开关管、二极管均为理想器件电路中的电感、电容均为理想器件直流输入电源为理想的恒压电源输出电压的纹波远小于输出平均电压6、本章要求：熟悉直流变换电路的工作原理及控制方法，掌握四种基本DC/DC变换电路的工作原理、连续导电模式时的波形分析及电量计算方法了解多相多重型斩波电路、多象限斩波电路的工作原理及控制方法了解带隔

3、离变压器的DC/DC变换电路的工作原理7、重点：掌握各种DC/DC变换电路的工作原理、波形分析和电量计算直流斩波器的应用：直流电机调速直流电压变换（开关电源）直流电压隔离3.1工作原理及控制方式3.1.1直流斩波器的工作原理S：斩波开关D：续流二极管S闭合：uLD=USS断开：uLD=0负载电压平均值：斩波开关导通比（占空比）：0<<1，0

4、控制（边带控制、bang-bang控制）当iImax时，S关断特点：输出电流(电压)纹波恒定响应速度快开关频率变化较大平均值控制电压反馈控制或电流反馈控制当UfUr时，减小ton，U0下降特点：开关频率固定，易于滤波，响应较慢5.1降压变换器（BUCK变换器）一、电路与工作原理1、电路结构2、工作原理S闭合，Ud通过L向R供能，iL增大，L储能增加S断开，iL通过D续流，L上的能量消耗在R上，iL下降Uo=0~Ud视iL是否连续，可分为连续导电模式和不连续导电模式功率开关器件滤波电容储能电感续流二极管二、连续导电模式1、波

5、形分析稳态时，Uo基本恒定，IC=0，UL=0，Io=IL忽略电路损耗，Pd=Po，即：UdId=UoIo2、电量计算因为所以得：由得：5.2升压变换器（BOOST变换器）一、电路与工作原理1、电路结构2、工作原理S闭合，Ud向L充电，iL增大，负载由C供电S断开，iL通过D向C和R供电，iL下降Uo=Ud~∞视iL是否连续，可分为连续导电模式和不连续导电模式储能电感滤波电容二、连续导电模式1、波形分析稳态时，Uo基本恒定，IC=0，UL=0，I0=ID，Id=IL忽略电路损耗，Pd=Po，即：UdId=UoIo2、电量计算稳态时，一个周期T内L积蓄能量与释放能量相等：5.3升降压变换

6、器（BUCK--BOOST变换器）一、电路结构与工作原理1、电路结构2、工作原理S闭合，Ud向L充电，iL增大，负载由C供电S断开，iL通过D向C和R供电，iL下降Uo=0~∞视iL是否连续，可分为连续导电模式和不连续导电模式二、连续导电模式1、波形分析稳态时，Uo基本恒定，IC=0，UL=0，I0=ID忽略电路损耗，Pd=Po，即：UdId=UoIo2、电量计算5.4丘克变换器（CUK变换器）一、电路结构与工作原理1、电路结构L1、C1为能量传递元件L2、C2为滤波元件2、工作原理S闭合，D截止，Ud向L1充电，iL1增大，C1向L2、C2和负载供电，iL2增大S断开，D导通，Ud和

7、L给C1充电，iL1下降，负载由L2和C2供电，iL2下降Uo=0~∞视iL1是否连续，可分为连续导电和不连续导电模式二、连续导电模式1、波形分析稳态时，UC1、Uo基本恒定，IC1=0，IC2=0，UL1=0，UL2=0忽略电路损耗，Pd=Po，即：UdId=UoIoId=IL1，Io=IL22、电量计算课堂思考1、在丘克DC—DC变换器中，传递能量的元件是。2、在BOOST电路中，若输入电压Ui=10.0V，占空比D=0.7，则输出电压Uo