成都信息工程大学（成都信工学院）：《电力电子技术 Power Electronics》教学资源（PPT课件）第三章 直流斩波电路

第3章直流斩波电路 3.1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 它力电子术

电力电子技术 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

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)。 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。 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 它力电子术

电力电子技术 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

31基本斩波电路 3.1.1降压斩波电路 3.12升压斩波电路 3.1.3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 它力电子术

电力电子技术 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

3.1.1降压斩波电路 降压斩波电路 (Buck Chopper) 全控型器件 若为晶闸管,须 有辅助关断电路。 ●电路结构 R 续流二极管 负载出现的 E MEME ●典型用途之一是拖动直流电动机,也可带蓄电池负载 它力电子术

电力电子技术 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)

3.1.1降压斩波电路 ●工作原理 t=0时刻驱动导通,电源E+2本v 向负载供电,负载电压 a)电路图 U=E,负载电流按指数曲 线上升。 att1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 通常串接较大电感L使负载 电流连续且脉动小。 f2 动画演示。 它力电子故术 c)电流断续时的波形

电力电子技术 3-5 3.1.1 降压斩波电路 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

3.1.1降压斩波电路 ●数量关系 a电流连续 ·负载电压平均值: E=onE= CE (3-1) t ff T tnV通的时间tV断的时间a-导通占空比 负载电流平均值: Ⅳ (3-2) θ电流断续,Uo被抬高,一般不希望出现。 它力电子术 3-6

电力电子技术 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：

3.1.1降压斩波电路 斩波电路三种控制方式 此种方式应 用最多 7不变,变t一脉冲宽度调制(PWM) at不变,变丁一频率调制 aton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 初始条件分电流连续和断续 它力电子术

电力电子技术 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

3.1.1降压斩波电路 ●同样可以从能量传递关系出发进行的推导 e由于L为无穷大,故负载电流维持为不变 °电源只在Y处于通念时提能量,为Eon 在整个周期r中,负载消耗的能量为(z27+E27) 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。 Elton =rioT+Emlot CE-E 。 M E1=aEl。=U。1 on 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。 它力电子术 3-8

电力电子技术 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 = =

3.1.1降压斩波电路 ●负载电流断续的情况: 式(3-6) 0,且仁=时, TIn 1-(1-m)e 式(3-7) ff 电流断续的条件: 77t 输出电压平均值为: E+(r-ton -IEN =a+1-0 E 负载电流平均值为:7 7[0"idr+0 dt=l a T E—R E 它力电子术 3-9

电力电子技术 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 t x <t off 电流断续的条件： 1 1 e m e   −  − 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 −  =      +  = −      = +    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：

3.1.2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 保持输出 ●电路结构 电压 储存电能 E R 它力电子术

电力电子技术 3-10 3.1.2 升压斩波电路 升压斩波电路（Boost Chopper） 电路结构 储存电能 1) 升压斩波电路的基本原理 保持输出 电压