[2015-16-2-a]第5章 直流直流变流电路.pdf

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—交—直电路。 2/44 3/44 ◆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。 固定斩波电路导通时间 ，改变斩波周期 T 来改变导通比 的控制方 式。这种方式的实现电路比较简单，但由于斩波频率变化，消除开关电路 谐波的滤波器较难设计。 ☞混合型：ton和T都可调，改变占空比 4/44 5.1.0 直流斩波电路的基本控制方式 图5-1 脉宽控制方式 控制波形 由于斩波电路开关频率固定，所以这种控制方式下为消 除开关电路谐波所用滤波器的设计提供了方便。 为直流电 压控制信号，其大小代表期望的斩波电路输出电压平均值 5/21 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 6/44 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 ■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。通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小. ☞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。 7/44 5.1.1 降压斩波电路 ■降压斩波电路（Buck Chopper ） ◆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u =E，负载电流i 按指数 o o 曲线上升。 ☞t=t 时控制V关断， 1 二极管VD续流，负载电压 u 近似为零，负载电流呈 o 指数曲线下降。 图5-1 降压斩波电路的原理图及波形 8/44 a ）电路图b ）电流连续时的波形 c ）电流断续时的波形 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 t t (5-1)