第6章直流-直流变换电路资料.pptVIP

第6章 直流-直流变换电路 ;将一种幅值的直流电压变换成另一幅值固定或大小可调的直流电压的过程称为直流-直流电压变换。它的基本原理是通过对电力电子器件的通断控制，将直流电压断续地加到负载上，通过改变占空比D来改变输出电压的平均值。它是一种开关型DC/DC变换电路，俗称斩波器(Chopper)。直流变换技术被广泛应用于可控直流开关稳压电源、焊接电源和直流电机的调速控制。 在直流斩波器中，因输入电源为直流电，电流无自然过零点，半控元件的切换只能通过强迫换流措施来实现。由于强迫换流电路需要较大的换流电容、辅助晶闸管等，造成了线路的复杂化和成本的提高。因此，直流斩波器多以全控型电力电子器件具有自关断能力的器件作为开关器件。;6.1 直流斩波器的工作原理和分类6.1.1 直流斩波器的基本结构和工作原理 ;6.1.2 直流斩波器的分类;6.2 单象限直流斩波器6.2.1 降压式直流斩波电路;2、电路的工作原理 ;3、数量关系 在稳态情况下，电感电压波形是周期性变化的，电感电压在一个周期内的积分为0，即 设输出电压的平均值为U0，则在稳态时，上式可以表达为： （E-U0）ton=U0（T-ton） 即 式中D为导通占空比；ton为VT的导通时间；T为开关周期。 通常ton≤T，所以该电路是一种降压直流变换电路。当输入 电压E不变时，输出电压Uo随占空比D的线性变化而线性改变，而与电路其他参数无关。;6.2.2 升压式直流斩波电路1、电路的结构;2、电路的工作原理 ;3、基本数量关系 当电路处于稳态时，一个周期内电感L储存的能量与释放的能量相等，即 = 由上式可求出负载电压U0的表达式，即 U0 = 由斩波电路的工作原理可看出，周期T ≥ toff，或T / toff≥1，故负载上的输出电压U0高于电路输入电压E，该变换电路称为升压式斩波电路。;6.2.3 升降压式直流斩波电路1、电路的结构;2、电路的工作原理 ;3、基本数量关系 电路处于稳态时，每个周期内电感电压uL对时间的积分值为零，即 在开关VT导通期间，有uL=E；而在VT截止期间，uL= -u0。于是有Eton=U0 toff 输出电压表达式可写成 改变D输出电压既可高于输入电压，也可低于输入电压。 当 时，斩波器输出电压低于输入电压，此时为降压变换； 当 时，斩波器输出电压高于输入电压，此时为升压变换。;6.2.4 Cuk直流斩波电路1、电路的特点;2、电路的工作原理 ;3、基本数量关系 稳态时，电容C在一个周期内的平均电流为零，即 设电源电流i1的平均值为I1，负载电流i2的平均值为I2，开关S接通B点时相当于VT导通，如果导通时间为ton，则电容电流和时间的乘积为I2 ton；开关S接通A点时相当于VT关断，如果关断时间为toff，则电容电流和时间的乘积为I1toff。由电容C在一个周期内的平均电流为零的原理可写出表达式 从而可得 ;忽略Cuk斩波电路内部元件L1、L2、C和VT的损耗，根据上图等效电路，可得到：电源输出的电能EI1等于负载上得到的电能U0I2，即 。 由此可以得出输出电压U0与输人电压E的关系为 可见，Cuk斩波电路与升降压式斩波电路的输出表达式完全相同。;6.3 直流电动机负载时的直流斩波器6.3.1 不可逆PWM斩波电路;;2、有制动作用的PWM斩波电路（二象限斩波器）; ;;6.3.2 可逆PWM斩波电路（四象限斩波器）; ;;;6.4 软开关的基本概念