《电力电子应用技术》课程电子教案（PPT教学课件）6.2 基本斩波电路工作原理

62基本斩波电路工作原理 重点:最基本的2种降压斩波电路和升压斩波电路。 621降压斩波电路 OO斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机,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6-3中E所示 OO工作原理,两个阶段 22=0时V导通,E向负载供电,u=E,i按指数曲线上升 22仁=t1时Ⅴ关断,i经VD续流,近似为零,呈指数曲线下降 22为使i连续且脉动小,通常使L值较大 R L E △D 图6-3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

6.2 基本斩波电路工作原理 重点：最基本的2种——降压斩波电路和升压斩波电路。 6.2.1 降压斩波电路 Ø Ø 斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，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6-3中Em所示 Ø Ø 工作原理，两个阶段 ² ² t=0时V导通，E向负载供电，uo=E，i o按指数曲线上升 ² ² t=t 1时V关断，i o经VD续流，uo近似为零，i o呈指数曲线下降 ² ² 为使i o连续且脉动小，通常使L值较大 图6-3 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 Ø E V + - M L R VD i o EM uo

0数量关系 电流连续时,负载电压平均值 (6-2) α-导通占空比,简称占空比或导通比 U最大为E,减小α,U随之减小—降压斩波电路。也称为Buck变换器 ( Buck converter)。 负载电流平均值 电流断续时,u平均值会被抬高,一般不希望出现 斩波电路三种控制方式 1)脉冲宽度调制(PWM)或脉冲调宽型—7不变,调节tn (2)频率调制或调频型——1不变,改变T (3)混合型—1和7都可调,使占空比改变 其中PWM控制方式应用最多 基于“分段线性”的思想,可对降压斩波电路进行解析

Ø 数量关系 电流连续时，负载电压平均值 （6-2） a--导通占空比，简称占空比或导通比 Uo最大为E，减小a，Uo随之减小--降压斩波电路。也称为Buck变换器 （Buck Converter）。 负载电流平均值 电流断续时，uo平均值会被抬高，一般不希望出现 斩波电路三种控制方式 （1）脉冲宽度调制（PWM）或脉冲调宽型——T不变，调节ton （2）频率调制或调频型——ton不变，改变T （3）混合型——t on和T都可调，使占空比改变 其中PWM控制方式应用最多 基于“分段线性”的思想，可对降压斩波电路进行解析

622升压斩波电路 1.升压斩波电路的基本原理 CY E R 工作原理图 6-4升压斩波电路及其工作波形 假设L值、C值很大 a)电路图b)波形 V通时,E向L充电,充电电流恒为l1,同时C的电压向负载供电,因C值很大,输出电压为恒值,记为U。设V通 的时间为on,此阶段L上积蓄的能量为E/1mn V断时,E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为。m,则此期间电感L释放能量为 2稳态时,一个周期7中L积蓄能量与释放能量相等E1tm=(UD-E)1tm t+t 化简得 E E ,输出电压高于电源电压,故称升压斩波电路。也称之为boos变换器 升压比,调节其即可改变U。将升压比的倒数记作B,即。B和导通占空比a有如下关系 a+B=1 因此,可表示为 E= E

6.2.2 升压斩波电路 1. 升压斩波电路的基本原理 工作原理图 6-4 升压斩波电路及其工作波形 假设L值、C值很大 a）电路图 b）波形 V通时，E向L充电，充电电流恒为I1，同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压uo为恒值，记为Uo。设V通 的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为EI1 ton V断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为toff，则此期间电感L释放能量为 ²²稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等 化简得： ，输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。也称之为boost变换器 ——升压比，调节其即可改变Uo。将升压比的倒数记作b，即。b和导通占空比a有如下关系： 因此，可表示为 E V R L VD C i i o 1 uo ( ) on o off EI t U E I t 1 = - 1 E t T E t t t U off off on off o = + = a + b = 1 Uo E E b -a = = 1 1 1

O升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原 因 L储能之后具有使电压泵升的作用 电容C可将输出电压保持住

Ø 升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原 因 L储能之后具有使电压泵升的作用 电容C可将输出电压保持住