第5章_斩波电路ppt课件.ppt

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1、《电力电子技术》电子教案第5章直流斩波电路2021/7/311目录5.1基本斩波电路5.1.1降压斩波电路5.1.2升压斩波电路5.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路5.1.4Sepic斩波电路和Zeta斩波电路5.2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5.2.2桥式可逆斩波电路5.2.3多相多重斩波电路本章小结返回2021/7/312第五章直流斩波电路(DCChopper,DC/DCConverter）■功能：DCDC’U=固定值或U如何改变直流电压？1、干电池、蓄电池串联使用；（低电压、小容量且不连续

2、改变）ERRLVL+–应用：电力机车等缺点：串电阻损耗大。2、串入可变电阻调节；2021/7/313第五章直流斩波电路■如何改变直流电压？3、用大功率开关器件（SCR、GTO、GTR、IGBT、MOSFET）实现低损耗的DC/DC变换，并能连续调节。种类：应用：控制直流电机的电枢电流或励磁电流调速。如：电力机车、电动汽车、电梯、机器人的伺服电动机斩波电路（DC---DC变换器）直接斩波电路（DC/DC）间接斩波电路（DC--AC--DC）2021/7/314斩波器的原理第五章直流斩波电路■负载RL为理想电阻，Q为开关；ERLuO

3、+–iOQ分析：Q断开，则uO=0，iO=0。Q接通，则uO=E，RL中流过电流iO；波形：tontoffuOUOEton--导通时间toff--关断时间直流斩波电路采用斩控方式，比相控方式性能更佳，因而应用广泛。2021/7/315第五章直流斩波电路直流斩波电路的种类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，其中前两种是最基本的电路返回复合斩波电路—不同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2021/7/3165.1基本斩波电路重点

4、介绍最基本的两种基本电路---降压斩波电路和升压斩波电路■2021/7/317斩波电路的典型用途：拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种情况下负载中均会出现反电动势，如图中EM所示5.1.1降压斩波电路(BuckChopper)图5-1降压斩波电路的原理图及波形a）电路图b）电流连续时的波形c）电流断续时的波形■工作原理：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io按指数曲线上升t=t1时刻控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通

5、常使串接的电感L值较大。2021/7/3185.1.1降压斩波电路数量关系电流连续时，负载电压平均值：（5-1）ton——V通的时间toff——V断的时间a——导通占空比(dutyfactor)图5-1降压斩波电路的原理图及波形a）电路图b）电流连续时的波形c）电流断续时的波形■负载电流平均值：（5-2）电流断续时，Uo被抬高（一般不希望出现）a=1时，Uo最大为E；若aUoa=0时，Uo=0。因此称为降压斩波电路。2021/7/3195.1.1降压斩波电路例：降压斩波电路（见图5-1），已知：E=200V,R=10,L值极大

6、，EM=30V，T=50s,ton=20s,计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io■解：由于L值极大，故负载电流连续，则输出电压平均值输出电流平均值2021/7/31105.1.1降压斩波电路根据电力电子电路分时段线性化的思想，通过列解析式对降压斩波电路进行分析，得到结论：当平波电抗器L为无穷大，则电流连续1）负载电流完全平直；2）V导通时，电源提供能量为：EI0ton负载消耗量的能量为：RI02T+EMI0T在一个周期中，忽略电路中的损耗，则电源的输出功率等于输入功率：EI0ton=RI02T+EMI0T电源电流的平均

7、值为：I1=（ton/T）I0=I0即：EI1=EI0=U0I0■2021/7/31115.1.1降压斩波电路斩波电路五种控制方式（根据对输出电压平均值进行调制的方式不同而划分）T不变，变ton—脉冲宽度调制（PWM）ton不变，变T—频率调制（调频型）ton和T都可调—混合型■上面五种控制方式中第一种PWM方式应用最多tontoffuOUOET2021/7/3112PWM保持开关周期T不变，调节开关导通时间,称为脉冲宽度调制（PulseWidthModulation，缩写为PWM返回2021/7/31135.1.1降压斩波

8、电路直流电机斩波调速系统示意图■uOREMM+–LP220V+iGiO驱动电路2021/7/31142021/7/31155.1.2升压斩波电路（BoostChopper)1.升压斩波电路的基本原理工作原理假设L值很大，C值也很大V通时，E向L充电，充电电流恒