第5章 直流斩波 电力电子技术 知识课件 第五版.ppt

Septic斩波电路和Zeta斩波电路 ◆输入输出关系 Zeta斩波电路 ◆工作原理 ?V导通时，电源E经开关V向电感L1贮能。 ?V关断时，L1－VD－C1构成振荡回路， L1的能量转移至C1，能量全部转移至C1上之后，VD关断，C1经L2向负载供电。 Zeta斩波电路 ◆输入输出关系为 Zeta斩波电路 ■讨论：两种电路具有相同的输入输出关系，Sepic电路中，电源电流连续但负载电流断续，有利于输入滤波；Zeta电路的电源电流断续而负载电流连续；两种电路输出电压均为正极性。 带隔离的直流直流变流电路 正激电路 反激电路 半桥电路 全桥电路 推挽电路 全波整流和全桥整流 开关电源 带隔离的直流直流变流电路 ■直—交—直电路。 ■电路特点： ◆输出与输入隔离。 ◆需要相互隔离的多路输出。 ◆输出电压与输入电压比远小于1或远大于1。 ◆交流环节工作频率较高，可减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量。 带隔离的直流直流变流电路 ■分类： 单端电路 变压器中流过直流脉动电流。包括正激电路和反激电路。 双端电路。 变压器中电流为正负对称的交流电流，半桥、全桥和推挽电路属于双端电路。 正激电路(Forward) ◆工作过程 ?S开通，W1电压为上正下负，W2的电压也上正下负，VD1导通，VD2截止，L电流逐渐增长。 ?S关断，L通过VD2续流，VD1关断。变压器励磁电流经N3和VD3流回电源。 正激电路(Forward) ◆工作过程 S关断后承受的电压为 S u S i L i S O t t t t U i O O O 正激电路(Forward) B R B S B H O ◆变压器的磁心复位 ?S开通后，变压器激磁电流由零随时间线性增长，直到S关断，导致变压器激磁电感饱和。 ?须使激磁电流在S关断后到下一次再开通时间内降回零，这一过程称为变压器的磁心复位。 ?磁心复位所需的时间为 正激电路(Forward) ◆输出电压 ?输出滤波电感电流连续时 ?输出电感电流不连续、负载为零的极限情况下 反激电路 S u S i S i VD t on t off t t t t U i O O O O ◆工作过程 ?S开通，VD截止，W1电流线性增长，电感储能增加。 ?S关断，W1电流被切断，变压器磁场能量通过W2和VD向输出端释放，电压为 * * 第五章 直流斩波电路 DC to DC Converters (Choppers) 本章主要内容 基本斩波电路 复合斩波电路和多相多重斩波电路 带隔离的直流－直流变流电路 DC to DC Converters 基本斩波电路 降压斩波电路 Buck converter (Step-down converter) 升压斩波电路 Boost converter (Step-up converter) 降升压斩波电路和Cuk电路 Buck-Boost converter (Step-down/step-up converter) and Cuk converter DC to DC Converters 直流斩波电路（DC Chopper） 将恒定的直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电 也称为直流--直流变换器（DC/DC Converter） 一般指直接将一种直流电变为另一直流电，不包括直流—交流—直流变换电路 Introduction 直流斩波电路的种类 6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、降升压斩波电路、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，电流可逆斩波电路，桥式可逆斩波电路 多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合 Introduction 降压斩波电路Buck Chopper 电路稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等 负载电压平均值： （3-1） ton——V导通的时间 toff——V断开的时间 a---导通占空比Duty cycle 输出负载电压平均值最大为E，改变占空比可改变输出电压大小，所以此电路为降压斩波电路 电流连续 （3-2） 电流断续，Uo被抬高，一般不希望出现 负载电流平均值： 降压斩波电路Buck Chopper 斩波电路三种控制方式 开关周期T不变，改变导通时间ton —脉冲宽度调制 （Pulse Width Modulation） 导通时间ton不变，改变开关周期T —频率调制 ton和T都可调，改变占空比—混合型 此种方式应用最多 降压斩波电路Buck Chopper 降压斩波电路Buck Chopper 电路分析 V导通期间