511降压斩波电路 此时输出平均电压为 100× E 20 输出平均电流为 ① E、25-10 R 0.5=30(4 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为 E 1-e0025 0.1 m R(1 001 0s=30.19(4) E 0.0025 100 0.1 981(A) e R 0.5 原步通大净电力电子技术 11/44 http://pel-course.xjtu.edu.cn
11/44 5.1.1 降压斩波电路 此时输出平均电压为 25( ) 20 on 100 5 E V T t Uo = = = 输出平均电流为 30( ) 0.5 o - M 25 10 A R U E I o = − = = 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为 30.19( ) 0.5 100 0.1 1 1 1 1 0.01 0.0025 max A e e R E m e e I = − − − = − − − = − − − − 29.81( ) 0.5 100 0.1 1 1 1 1 0.01 0.0025 min A e e R E m e e I = − − − = − − − =
(9512升压斩波电路 ■升压斩波电路 ◆工作原理 假设L和C值很大。 E rV处于通态时,电源E向电感L充电,电流 R 恒定,电容C向负载R供电,输出电压U恒定 V处于断态时,电源E和电感L同时向电容 C充电,并向负载提供能量。 2◆基本的数量关系 当电路工作于稳态时,一个周期T中电感L 旦积蓄的能量与释放的能量相等,即 ELto=(U-ELte (5-20)1 化简得 t +t 0 E=-E (5-21) b) 图5-2升压斩波电路及其工作波形 上式中的T/t≥1 a)电路图b)波形 原步通大净电力电子技术 12/44 http://pel-course.xjtu.edu.cn
12/44 5.1.2 升压斩波电路 0 iGE 0 io I1 a) b) 图5-2 升压斩波电路及其工作波形 a）电路图 b）波形 ■升压斩波电路 ◆工作原理 ☞假设L和C值很大。 ☞ V处于通态时，电源E向电感L充电，电流 恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。 ☞ V处于断态时，电源E和电感L同时向电容 C充电，并向负载提供能量。 ◆基本的数量关系 ☞当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L 积蓄的能量与释放的能量相等，即 ( ) on o off EI t U E I t 1 = − 1 化简得 E t T E t t t U off off on off o = + = 上式中的 / 1 off T t (5-20) (5-21)
512升压斩波电路 矿将升压比的倒数记作,即B=7则和导通占空比a有如下关系 a+B=1 (5-22) 式(5-21)可表示为 E E 输出电压高于电源电压,关键有两个原因:一是L储能之后具有使电压泵升 5的作用,二是电容C可将输出电压保持住。 如果忽略电路中的损耗,则由电源提供的能量仅由负载R消耗,即 5 (5-24) 输出电流的平均值l为 U1E R BR (5-25) 电源电流/为 I E E B R 原步通大净电力电子技术 13/44 http://pel-course.xjtu.edu.cn
13/44 5.1.2 升压斩波电路 ☞将升压比的倒数记作β，即 ，则和导通占空比有如下关系 T t off = + = 1 式（5-21）可表示为 Uo E E − = = 1 1 1 输出电压高于电源电压，关键有两个原因：一是L储能之后具有使电压泵升 的作用，二是电容C可将输出电压保持住。 ☞如果忽略电路中的损耗，则由电源提供的能量仅由负载R消耗，即 o o EI = U I 1 ☞输出电流的平均值Io为 R E R U I o o 1 = = ☞电源电流I1为 R E I E U I o o 1 2 1 = = (5-22) (5-23) (5-24) (5-25) (5-26)
512升压斩波电路 ■例5-3在图5-2a所示的升压斩波电路中,已知E=50V,L 值和C值极大,R=202,采用脉宽调制控制方式,当 T=40A5,tmn=23As时,计算输出电压平均值U,输出电 流平均值 0 解:输出电压平均值为: 40 E ×50=1333(V) 40-25 输出电流平均值为: U133.3 =6667(A R20 原步通大净电力电子技术 14/44 http://pel-course.xjtu.edu.cn
14/44 5.1.2 升压斩波电路 ■例5-3 在图5-2a所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L 值和C值极大，R=20，采用脉宽调制控制方式，当 T=40s，ton=25s时，计算输出电压平均值Uo，输出电 流平均值Io。 解：输出电压平均值为： 50 133.3( ) 40 25 40 off E V t T Uo = − = = 输出电流平均值为： 6.667( ) 20 o 133.3 A R U I o = = =
512升压斩波电路 ■典型应用 ◆一是用于直流电动机传动,二是 M g用作单相功率因数校正( Power factor Correction--PFO)电路,三是用于其 ① 他交直流电源中 ◆以用于直流电动机传动为例 在直流电动机再生制动时把电能 回馈给直流电源。 电动机电枢电流连续和断续两种 O 工作状态。 直流电源的电压基本是恒定的, 4{不必并联电容器 基于分时段线性电路思想,电流 连续时得L为无穷大时电枢电流的平均 b) 值l为 图5-3用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形 、EEm-BE a)电路图b)电流连续时c)电流断续时 (5-36 R R 原步通大净电力电子技术 15/44 http://pel-course.xjtu.edu.cn
15/44 5.1.2 升压斩波电路 t t T E i O O i 1 i 2 I 10 I 20 I 10 t on t off u o t O T O E t c) uo i o i 1 i 2 t 1 t 2 t x t on t off I 20 a) b) 图5-3 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形 a）电路图 b）电流连续时 c）电流断续时 ■典型应用 ◆一是用于直流电动机传动，二是 用作单相功率因数校正（Power Factor Correction—PFC）电路，三是用于其 他交直流电源中。 ◆以用于直流电动机传动为例 ☞在直流电动机再生制动时把电能 回馈给直流电源。 ☞电动机电枢电流连续和断续两种 工作状态。 ☞直流电源的电压基本是恒定的， 不必并联电容器。 ☞基于分时段线性电路思想，电流 连续时得L为无穷大时电枢电流的平均 值Io为 ( ) R E E R E I m m o − = − = (5-36)