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直流直流变流电路第一页，共四十四页，2022年，8月28日1 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-直流变流电路学习内容第二页，共四十四页，2022年，8月28日2 第5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。 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。第三页，共四十四页，2022年，8月28日3 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 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 第四页，共四十四页，2022年，8月28日4 5.1.1 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)第五页，共四十四页，2022年，8月28日5 降压斩波电路电路和波形动画演示第六页，共四十四页，2022年，8月28日6 5.1.1 降压斩波电路数量关系电流连续负载电压平均值：（5-1）（5-2） 电流断续，Uo被抬高，一般不希望出现。 负载电流平均值：第七页，共四十四页，2022年，8月28日7 5.1.1 降压斩波电路同样可以从能量传递关系出发进行的推导 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，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等。第八页，共四十四页，2022年，8月28日8 5.1.1 降压斩波电路 负载电流断续的情况： I10=0，且t=tx时，i2=0式（3-7）式（3-6）tx<toff电流断续的条件：负载电流平均值为：输出电压平均值为：第九页，共四十四页，2022年，8月28日9 5.1.2 升压斩波电路(Boost Chopper）工作原理图5-2 升压斩波电路及工组波形动态演示 电路结构第十页，共四十四页，2022年，8月28日10 5.1.2 升压斩波电路数量关系稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等：化简得： T/toff>1，输出电压高于电源电压，故为升压斩波电路。 ——升压比；升压比的倒数记作b ，即 。 b和a的关系：因此，上式可表示为 第十一页，共四十四页，2022年，8月28日11 5.1.2 升压斩波电路电压升高的原因：电感L储能使电压泵升的作用 电容C可将输出电压保持住与降压斩波电路一样，升压斩波电路可看作直流变压器。输出电流的平均值Io为：电源电流的平均值Io为：第十二页，共四十四页，2022年，8月28日12 5.1.2 升压斩波电路图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） 电流断续时动画演示典型应用第十三页，共四十四页，2022年，8月28日13 5.1.2 升压斩波电路数量关系当V处于通态时，设电动机电枢电流为i1，得下式：当V处于断态时，设电动机电枢电流为i2，得下式：当电流连续时，考虑到初始条件，近似L无穷大时电枢电流的平均值Io，即第十四页，共四十四页，2022年，8月28日14 5.1.2 升压斩波电路如图5-3c，当电枢电流断续时：当t=0时刻i1=I10=0，令式（3-31）中I10=0即可求出I20，进而可写出 i2的表达式。另外，当t=t2时，i2=0，可求得i2持续的时间tx，即图5-3 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形--------电流断续的条件tx<t0ff第十五页，共四十四页，2022年，8月28日15 升降压斩波电路和Cuk斩波电路升降压斩波电路和波形第十六页，共四十四页，2022年，8月28日16 升降压斩波电路和Cuk斩波电路数量关系稳态时，一个周期T内电感L两端电压uL对时间的积分为零，即所以输出电压为：V处于通态uL = EV处于断态uL = - uo第十七页，共四十四页，2022年，8月28日17 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 结论当0<a <1/2时为降压，当1/2<a <1时为升压，故称作升降压斩波电路。也有称之为buck-boost 变换器。其输出功率和输入功率