電力電子技術(shù)教學(xué)課件ppt直流直流變流電路(已修改)
2025-04-03 03:51 本頁(yè)面
【正文】 第 5章 直流直流變流電路 基本斬波電路 復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐? 帶隔離的直流直流變流電路 本章小結(jié) 2/44 引言 ■ 直流 直流變流電路（ DC/DC Converter）包括 直接直流變流電路 和 間接直流變流電路 。 ■ 直接直流變流電路 ◆ 也稱(chēng) 斬波電路（ DC Chopper） 。 ◆ 功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電。 ◆ 一般是指直接將直流電變?yōu)榱硪恢绷麟?，這種情況下輸入與輸出之間不隔離。 ■ 間接直流變流電路 ◆ 在直流變流電路中增加了 交流環(huán)節(jié) 。 ◆ 在交流環(huán)節(jié)中通常采用變壓器實(shí)現(xiàn)輸入輸出間的隔離，因此也稱(chēng)為直 — 交 — 直電路。 ■利用不同的基本斬波電路進(jìn)行組合，可構(gòu)成復(fù)合斬波電路，如電流可逆斬波電路、橋式可逆斬波電路；利用相同結(jié)構(gòu)的基本斬波電路進(jìn)行組合，可構(gòu)成多相多重?cái)夭娐? 3/44 基本斬波電路 降壓斬波電路 升壓斬波電路 升降壓斬波電路和 Cuk斬波電路 Sepic斬波電路和 Zeta斬波電路 4/44 降壓斬波電路 圖 51 降壓斬波電路的原理圖及波形 a）電路圖 b）電流連續(xù)時(shí)的波形 c）電流斷續(xù)時(shí)的波形 ■ 降壓斬波電路（ Buck Chopper） ◆ 電路分析 ? 使用一個(gè) 全控型器件 V，圖中為 IGBT，若采用晶閘管，需設(shè)置使晶閘管關(guān)斷的輔助電路。 ? 設(shè)置了 續(xù)流二極管 VD，在 V關(guān)斷時(shí)給負(fù)載中電感電流提供通道。 ? 主要用于電子電路的供電電源，也可拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)或帶蓄電池負(fù)載等，后兩種情況下負(fù)載中均會(huì)出現(xiàn) 反電動(dòng)勢(shì) ，如圖中 Em所示。 ◆ 工作原理 ? t=0時(shí)刻驅(qū)動(dòng) V導(dǎo)通 ，電源 E向負(fù)載供電，負(fù)載電壓 uo=E，負(fù)載電流 io按指數(shù)曲線上升。 ? t=t1時(shí)控制 V關(guān)斷 ，二極管 VD續(xù)流，負(fù)載電壓 uo近似為零 ，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降，通常串接較大電感 L使負(fù)載電流連續(xù)且脈動(dòng)小。 5/44 降壓斬波電路 ◆ 基本的數(shù)量關(guān)系 ? 電流連續(xù)時(shí) √負(fù)載電壓的平均值為 EETtEtt tU ono ffonono ?????√負(fù)載電流平均值為 式中， ton為 V處于通態(tài)的時(shí)間， toff為 V處于斷態(tài)的時(shí)間， T為開(kāi)關(guān)周期，?為導(dǎo)通占空比，簡(jiǎn)稱(chēng)占空比或?qū)ū取? REUI moo??? 若負(fù)載中電感值較小，出現(xiàn)負(fù)載電流斷續(xù)的情況，負(fù)載電壓 uo平均值會(huì)被抬高，一般不希望出現(xiàn)電流斷續(xù)的情況。 ◆ 斬波電路有三種控制方式 ? 脈沖寬度調(diào)制（ PWM） ： T不變，改變 ton。 ? 頻率調(diào)制 ： ton不變，改變 T。 ? 混合型 ： ton和 T都可調(diào)，改變占空比 (51) (52) 6/44 降壓斬波電路 ■ 對(duì)降壓斬波電路進(jìn)行解析 分時(shí)段線性電路 7/44 REmeeREREeeI mTt???????? ????????????????1111//101?????REmeeREREeeI mTt???????? ?????????????????????????1111//201式中， ， ， ， ， I10和 I20分別是負(fù)載電流瞬時(shí)值的最小值和最大值。 ?? /T? EEm m /? ???? ??????????????? TTtt 11 /把式（ 59）和式（ 510）用泰勒級(jí)數(shù)近似，可得 ? ?oIREmII ???? ?2022平波電抗器 L為無(wú)窮大，此時(shí)負(fù)載電流最大值、最小值均等于平均值。 (59) (510) (511) RL/??假設(shè)電源電流平均值為 I1，則有 ooon IITtI ???1其值小于等于負(fù)載電流 Io (512) 8/44 9/44 ? ?TIETRI oM2o ??從能量傳遞關(guān)系出發(fā)進(jìn)行的推導(dǎo) ? 由于 L為無(wú)窮大 ， 故負(fù)載電流維持為 Io不變 ? 電源只在 V處于通態(tài)時(shí)提供能量，為 ? 在整個(gè)周期 T中，負(fù)載消耗的能量為 onotEI輸出功率等于輸入功率，可將降壓斬波器看作 直流降壓變壓器 一周期中，忽略損耗，則電源提供的能量與負(fù)載消耗的能量相等 TIETRItEI oMoono ?? 2REEI Mo?? ?ooon1 IITtI ???ooo1 IUEIEI ?? ?10/44 假如負(fù)載中 L值較小 ， 則有可能出現(xiàn)負(fù)載電流斷續(xù)的情況 。 11/44 ◆ 電流斷續(xù)時(shí)有 I10=0，且 t=ton+tx時(shí)， i2=0，可以得出 ?????? ????memtx??? )1(1ln電流斷續(xù)時(shí)， txtoff，由此得出電流斷續(xù)的條件為 11??????eem輸出電壓平均值為 EmT ttT EttTEtU xonmxonono ?????? ?????? ???????? 1)( ?負(fù)載電流平均值為 REUREmTtttitiTI moxont tttoon xonon???????? ????????? ?? ? ?? ?0 21 dd1(516) (517) (518) (519) 12/44 降壓斬波電路 ■ 例 51 在圖 51a所示的降壓斬波電路中，已知 E=200V， R=10Ω， L值極大， Em=30V， T=50μs， ton=20?s,計(jì)算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。 解：由于 L值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為 輸出電流平均值為 )(8050 2 0 020on VETtU o ????)(510 3080 mo AR EUI o ????13/44 降壓斬波電路 ■ 例 52 在圖 51a所示的降壓斬波電路中， E=100V， L=1mH， R=，
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1