第5章直流直流变流电路 5.1基本斩波电路 5.2复合斩波电路和多相多重斩波电路 5.3带隔离的直流直流变流电路 本章小结 机械电气工程学院电气教研室 电力电子技术
第5章 直流直流变流电路 5.1 基本斩波电路 5.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路 5.3 带隔离的直流直流变流电路 本章小结
引言 直流-直流变流电路(DC/DC Converter)包括直接直流 变流电路和间接直流变流电路。 ■直接直流变流电路 ◆也称斩波电路(DC Chopper) ◆功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流 电。 ◆一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况下 输入与输出之间不隔离。 间接直流变流电路 ◆在直流变流电路中增加了交流环节。 ◆在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离， 因此也称为直一交一直电路。 机械电气工程学院电气教研室 2/44 电力电子技术
2/44 引言 ■直流-直流变流电路（DC/DC Converter）包括直接直流 变流电路和间接直流变流电路。 ■直接直流变流电路 ◆也称斩波电路（DC Chopper）。 ◆功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流 电。 ◆一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况下 输入与输出之间不隔离。 ■间接直流变流电路 ◆在直流变流电路中增加了交流环节。 ◆在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离， 因此也称为直—交—直电路
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 5.1.4 Sepic?斩波电路和Zeta斩波电路 机械电气工程学院电气教研室 3/44 电力电子技术
3/44 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 5.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路
5.1.1降压斩波电路 ■降压斩波电路 (Buck Chopper) Em ◆电路分析 r使用一个全控型器件V,图中为GBT, 若采用晶闸管，需设置使晶闸管关断的辅助电 路。 r设置了续流二极管VD,在V关断时给负 载中电感电流提供通道。 主要用于电子电路的供电电源，也可拖 动直流电动机或带蓄电池负载等，后两种情况 下负载中均会出现反电动势，如图中Em所示。 b ◆工作原理 L off 矿仁时刻驱动V导通，电源E向负载供电， 负载电压4。=E,负载电流i按指数曲线上升。 m仁t时控制V关断，二极管VD续流，负载 E E 电压“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。 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 机械电气工程学院电气教研室 4/44 电力电子技术
4/44 5.1.1 降压斩波电路 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 ■降压斩波电路（Buck Chopper） ◆电路分析 ☞使用一个全控型器件V，图中为IGBT， 若采用晶闸管，需设置使晶闸管关断的辅助电 路。 ☞设置了续流二极管VD，在V关断时给负 载中电感电流提供通道。 ☞主要用于电子电路的供电电源，也可拖 动直流电动机或带蓄电池负载等，后两种情况 下负载中均会出现反电动势，如图中Em所示。 ◆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
5.1.1降压斩波电路 ◆基本的数量关系 即电流连续时 V负载电压的平均值为 to吧 E tom E=aE (5-1) ton +tom T 式中，tn为V处于通态的时间，to为V处于断态的时间，T为开关周期， α为导通占空比，简称占空比或导通比。 √负载电流平均值为 1。 U。-Em (5-2) R r电流断续时，负载电压山，平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情 况。 ◆斩波电路有三种控制方式 r脉冲宽度调制(PWM)：T不变，改变n。 r频率调制：tn不变，改变T。 r混合型：t和T都可调，改变占空比 机械电气工程学院电气教研室 5/44 电力电子技术
5/44 5.1.1 降压斩波电路 ◆基本的数量关系 ☞电流连续时 √负载电压的平均值为 E E T t E t t t U on on off on o = = + = √负载电流平均值为 式中，ton为V处于通态的时间，toff为V处于断态的时间，T为开关周期， 为导通占空比，简称占空比或导通比。 R U E I o m o − = ☞电流断续时，负载电压uo平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情 况。 ◆斩波电路有三种控制方式 ☞脉冲宽度调制（PWM）：T不变，改变ton。 ☞频率调制：ton不变，改变T。 ☞混合型：ton和T都可调，改变占空比 (5-1) (5-2)