【正文】 Em=10V， 采用脈寬調(diào)制控制方式， T=20?s， 當 ton=5?s時，計算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io，計算輸出電流的最大和最小值瞬時值并判斷負載電流是否連續(xù)。 解：由題目已知條件可得： ??? EEm0 0 0 ??? RL?當 ton=5?s時，有 ?? ?? T???由于 meeee ??????? 2 4 111 ???所以輸出電流連續(xù)。 14/44 降壓斬波電路 此時輸出平均電壓為 )(2520 51 0 0on VETtU o ????輸出平均電流為 )( 1025 Mo AR EUI o ????輸出電流的最大和最小值瞬時值分別為 )( 0 a x AeeREmeeI ????????? ???????????? ???? ???? ???)( 0 111 m i n AeeREmeeI ????????? ???????????? ???? ???15/44 升壓斬波電路（ Boost Chopper） a) b) 圖 52 升壓斬波電路及其工作波形 a）電路圖 b）波形 ■ 升壓斬波電路 ◆ 工作原理 ? 假設 L和 C值很大。 ? V處于 通態(tài) 時，電源 E向電感L充電，電流恒定 I1，電容 C向負載R供電，輸出電壓 Uo恒定。 ? V處于 斷態(tài) 時，電源 E和電感L同時向電容 C充電，并向負載提供能量。 1I1IontTofft16/44 化簡得： T/toff1，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為 升壓 斬波電路 ?V通時， E向 L充電，充電電流恒為 I1，同時 C的電壓向負載供電，因 C值很大，輸出電壓 uo為恒值，記為 Uo。設 V通的時間為 ton，此階段 L上積蓄的能量為 ?V斷時， E和 L共同向 C充電并向負載 R供電。設 V斷的時間為 toff，則此期間電感 L釋放能量為 ?數(shù)量關系 ontEI1? ? o ff1o tIEU ? 穩(wěn)態(tài)時，一個周期 T中 L積蓄能量與釋放能量相等： Et TEt ttUo f fo f fo f fono ???升壓斬波電路 （ 520） = ontEI1 ? ? o ff1o tIEU ?（ 521） —— 升壓比； 升壓比的倒數(shù)記作 b ， 即 。 b和 ?的關系： 因此 ， 式 （ 521） 可表示為 off/ tTTto f f?b1?? b?EEU ?b ??? 1 11o （ 523） （ 522） 17/44 升壓斬波電路 輸出電壓高于電源電壓，關鍵有兩個原因：一是 L儲能之后具有使電壓泵升的作用，二是電容 C可將輸出電壓保持住。 ? 如果忽略電路中的損耗，則由電源提供的能量僅由負載 R消耗，即 ooo IUIUEI ??? 11 )1( ?? 輸出電流的平均值 Io為 RERUI oo b1??? 電源電流 I1為 REIEUIoo 211b??(524) (525) (526) 該式表明，與降壓斬波電路一樣，升壓斬波電路也可看成是直流變壓器。 18/44 升壓斬波電路 ■ 例 53 在圖 52a所示的升壓斬波電路中，已知 E=50V， L值和 C值極大， R=20?，采用脈寬調(diào)制控制方式，當T=40?s， ton=25?s時，計算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。 解：輸出電壓平均值為： )( 3 3502540 40o f fVEt TU o ?????輸出電流平均值為： )(6 6 3 3o ARUI o ???19/44 升壓斬波電路 t t T E i O O i 1 i 2 I 10 I 20 I 10 t on t off u o t O T O E t c) u o i o i 1 i 2 t 1 t 2 t x t on t off I 20 a) b) 圖 53 用于直流電動機回饋能量的升壓斬波電路及其波形 a）電路圖 b）電流連續(xù)時 c）電流斷續(xù)時 ■ 典型應用 ◆ 一是用于直流電動機傳動，二是用作單相功率因數(shù)校正（ Power Factor Correction— PFC）電路，三是用于其他交直流電源中。 ◆ 以用于直流電動機傳動為例 ? 在直流電動機 再生制動 時把電能回饋給直流電源。 ? 電動機電樞 電流連續(xù) 和 斷續(xù) 兩種工作狀態(tài)。 ? 直流電源的電壓基本是恒定的，不必并聯(lián)電容器。 20/44 21/44 22/44 23/44 t O T O E t c) u o i o i 1 i 2 t 1 t 2 t x t on t off I 20 24/44 升降壓斬波電路和 Cuk斬波電路 a) 圖 54 升降壓斬波電路及其波形 a）電路圖 b）波形 ■ 升降壓斬波電路 ◆ 工作原理 ? V導通 時，電源 E經(jīng) V向 L供電使其貯能，此時電流為 i1，同時 C維持輸出電壓恒定并向負載 R供電。 ? V關斷 時， L的能量向負載釋放，電流為 i2，負載電壓極性為上負下正，與電源電壓極性相反，該電路也稱作反極性斬波電路。 ◆ 基本的數(shù)量關系 ? 穩(wěn)態(tài)時，一個周期 T內(nèi)電感 L兩端電壓 uL對時間的積分為零，即 ? ?T L tu0 0d當 V處于通態(tài)期間， uL=E；而當 V處于斷態(tài)期間， uL=uo=Uo。于是： o ffoon tUtE ???(539) (540) 伏秒平衡原理 25/44 升降壓斬波電路和 Cuk斬波電路 所以輸出電壓為： EEtT tEttUonono f fono??????? 1改變導通比 ?，輸出電壓既可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。當0?1/2時為降壓，當 1/2?1時為升壓，因此將該電路稱作升降壓斬波電路。 ? 電源電流 i1和負載電流 i2的平均值分別為 I1和 I2，當電感電流脈動足夠小時，有 offonttII ?21由上式可得 1121 IIttIono f f????