第3章直流电压变换电路.ppt

2）输出电压变换电路的输出电压可在-UD到+UD之间变化:1）时，U0＝0；2）时，U0＜0；3）时，U0＞0；输出电压的平均值为：图3.8双极性电压PWM控制方式*第29页，共43页，星期日，2025年，2月5日1）在理想条件下，U0的大小和极性只受占空比α1的控制，而与输出电流i0无关。2）在这种控制方式中，输出电压的平均值U0随控制信号Uc线性变化。3）这种电路平均输出电流I0可正可负。在I00时，直流电源UD向负载U0端传送能量，在I00时，U0向UD传输能量。小结：*第30页，共43页，星期日，2025年，2月5日2.单极性电压开关PWM控制方式图3.7所示的全桥DC/DC变换电路，如果改变控制方法，使输出电压平均值具有单极性，其控制方法被称为单极性电压开关PWM控制。图3.9单极性电压PWM控制方式的波形图电路工作过程中，保持S1导通，S3关断。若Uc＞Utri时，S2导通，S4关断，UO＝UD；若Uc＜Utri时，S2导通，S4关断，UO＝0；于是得到单极型电压开关PWM控制方法的电压电流波形。为*第31页，共43页，星期日，2025年，2月5日*第1页，共43页，星期日，2025年，2月5日1、直流电压变换电路：利用电力开关器件周期性的开通与关断来改变输出电压的大小，将直流电能转换为另一固定电压或可调电压的直流电能的电路称为直流变换电路。(开关型DC/DC变换电路/斩波器)。2、直流电压变换电路的分类：按稳压控制方式:脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)直流变换电路。按变换器的功能:降压变换电路(Buck)、升压变换电路(Boost)、升降压变换电路(Buck-Boost)、库克变换电路(Cuk)和全桥直流变换电路。3、隔离方式：在直流开关稳压电源中直流变换电路常常采用变压器实现电隔离，而在直流电机的调速装置中可不用变压器隔离。第3章直流电压变换电路*第2页，共43页，星期日，2025年，2月5日第3章直流电压变换电路3.1直流变换电路的基本原理及控制方式3.2降压直流电压变换电路3.3升压直流电压变换电路3.4直流变换降压-升压复合型直流变换电路3.5库克直流电压变换电路3.6直流变换电路的PWM控制技术3.7直流开关电源的应用*第3页，共43页，星期日，2025年，2月5日3.1直流电压变换电路的基本原理及控制方式工作原理：图中S是可控开关，UD是恒定直流电压电源，R为负载。当开关S闭合时，UO=UR=UD，并持续ton时间。当开关切断时，UO=UR=0，并持续，由图可得，直流变换电路输出电压的平均值为T为开关S的工作周期，ton为导通时间，toff为关断时间。α是变换电路的工作频率或开关的占空比输出功率为图3.1直流电压变换电路原理图及输出波形图3.1.1直流电压变换电路的基本原理输出电压平均值的改变：因为α是0～1之间变化的系数，因此在α的变化范围内输出电压UO总是小于输入电压UD，改变α值就可以改变其大小。占空比的改变：通过改变ton或T来实现。*第4页，共43页，星期日，2025年，2月5日3.1.2直流电压变换电路的控制方式①脉宽调制(PWM)工作方式：即保持电路频率f不变(f=1/T)，改变ton。在这种调压方式中，输出电压波形的周期是不变的，因此输出谐波的频率也不变，这使得滤波器的设计容易。②脉冲频率调制(PFM)工作方式：即保持ton不变，改变T(f)。在这种调压方式中，由于输出电压波形的周期是变化的，因此输出谐波的频率也是变化的，这使得滤波器的设计比较困难，输出谐波干扰严重，一般很少采用。③混合调制控制方式：ton和T都可调，使占空比改变。普遍采用的是脉宽调制控制方式。因为频率调制控制方式容易产生谐波干扰，而且滤波器设计也比较困难。*第5页，共43页，星期日，2025年，2月5日3.2降压直流电压变换电路原理图续流二极管全控型电力器件输入直流电压滤波电感滤波电容负载*第6页，共43页，星期日，2025年，2月5日αT图3.2降压变换电路及其波形