【文章內容簡介】 uo。于是： o ffoon tUtE ???(539) (540) 電氣自動化教研室 24/60 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，當電流脈動足夠小時，有 offonttII ?21由上式可得 112 1 IIttIono ff?????如果 V、 VD為沒有損耗的理想開關時，則輸出功率和輸入功率相等，即 21 IUEI o?(541) (542) (543) (544) 其輸出功率和輸入功率相等，可看作 直流變壓器 。 o t b) o t i 1 i 2 t on t off I L I L 電氣自動化教研室 25/60 升降壓斬波電路和 Cuk斬波電路 圖 55 Cuk斬波電路及其等效電路 a） 電路圖 b） 等效電路 ■ Cuk斬波電路 ◆ 工作原理 ? V導通時， E— L1— V回路和 R— L2— C— V回路分別流過電流。 ? V關斷時， E— L1— C— VD回路和 R— L2— VD回路分別流過電流。 ? 輸出電壓的極性與電源電壓 極性相反 。 ◆ 基本的數量關系 ? C的電流在一周期內的平均值應為零，即 ? ?T C ti0 0d (545) 電氣自動化教研室 26/60 升降壓斬波電路和 Cuk斬波電路 Cof fB UTtUE ?? ? 由 (545)得 o ffon tItI 12 ? 從而可得 ??????? 112ononono f fttTttII ? 由 L1和 L2的電壓平均值為零，可得出輸出電壓 Uo與電源電壓 E的關系 (546) (547) 當 S合到 B點， uB＝ 0， uA＝－ uC 當 S合到 A點， uB＝ uC， uA＝ 0 所以， B點電壓 uB的平均值為 UC為電容電壓 uC的平均值。 又因為電感 L1的電壓平均值為零，所以有 Cof fB UTtU ? 電氣自動化教研室 27/60 升降壓斬波電路和 Cuk斬波電路 Cono UTtU ?CoffB UTtU ?ConA UTtU ??另一方面， A點電壓 uA的平均值為 UC為電容電壓 uC的平均值。 又因為電感 L2的電壓平均值為零，所以有 EEtT tEttUonono f fono ??????? 1◆ 與升降壓斬波電路相比， Cuk斬波電路有一個明顯的優(yōu)點，其輸入電源電流和輸出負載電流都是連續(xù)的，且脈動很小，有利于對輸入、輸出進行濾波。 (548) ? 由于 ，可得出輸出電壓 Uo與電源電壓 E的關系 Cof fB UTtUE ?? 電氣自動化教研室 28/60 Sepic斬波電路和 Zeta斬波電路 ■ Sepic斬波電路 ◆ 工作原理 ? V導通時， E— L1— V回路和 C1— V— L2回路同時導電， L1和 L2貯能。 ? V關斷時， E— L1— C1— VD— 負載 回路及 L2— VD— 負載 回路同時導電，此階段 E和 L1既向負載供電，同時也向 C1充電（ C1貯存的能量在 V處于通態(tài)時向 L2轉移）。 ◆ 輸入輸出關系 EEtT tEttUonono f fono ??????? 1圖 56 a)Sepic斬波電路 (549) 電氣自動化教研室 29/60 Sepic斬波電路和 Zeta斬波電路 ■ Zeta斬波電路 ◆ 工作原理 ? V導通時，電源 E經開關 V向電感 L1貯能。 ? V關斷時， L1－ VD－ C1構成 振蕩回路 ， L1的能量轉移至 C1，同時 L2的電流則經 VD續(xù)流。能量全部轉移至 C1上之后， VD關斷， C1經 L2向負載供電。 ◆ 輸入輸出關系為 EU o ???? 1■ 兩種電路具有相同的輸入輸出關系， Sepic電路中，電源電流連續(xù)但負載電流斷續(xù)，有利于輸入濾波，反之， Zeta電路的電源電流斷續(xù)而負載電流連續(xù)；兩種電路輸出電壓為正極性的。 圖 56 b Zeta斬波電路 (550) 電氣自動化教研室 30/60 復合斬波電路和多相多重斬波電路 電流可逆斬波電路 橋式可逆斬波電路 多相多重斬波電路 電氣自動化教研室 31/60 電流可逆斬波電路 ■ 概念 ◆ 復合斬波電路 ：降壓斬波電路和升壓斬波電路組合構成。 ◆ 多相多重斬波電路 ：相同結構的基本斬波電路組合構成 ■ 電流可逆斬波電路 ◆ 斬波電路用于拖動直流電動機時，常要使電動機既可電動運行 ，又可 再生制動 ，降壓斬波電路能使電動機工作于第 1象限，升壓斬波電路能使電動機工作于第 2象限。 ◆ 電流可逆斬波電路：降壓斬波電路與升壓斬波電路組合，此電路電動機的電樞電流可正可負，但電壓只能是一種極性，故其可工作于第 1象限和第 2象限。 電氣自動化教研室 32/60 電流可逆斬波電路 ttb)uoioiV1iD1iV2iD2a) 圖 57 電流可逆斬波電路及其波形 a） 電路圖 b） 波形 ◆ 電路結構 ? V1和 VD1構成 降壓斬波電路 ，電動機為電動運行，工作于第 1象限。 ? V2和 VD2構成 升壓斬波電路 ，電動機作再生制動運行，工作于第 2象限。 ? 必須防止 V1和 V2同時導通而導致電源短路。 ◆ 工作過程 ? 兩種工作情況：只作降壓斬波器運行和只作升壓斬波器運行。 ? 第 3種工作方式 ：一個周期內交替地作為降壓斬波電路和升壓斬波電路工作。 ? 第 3種工作方式下，當一種斬波電路電流斷續(xù)而為零時，使另一個斬波電路工作，讓電流反方向流過，這樣電動機電樞回路總有電流流過。 ? 一個周期內，電流不斷，響應很快。 電氣自動化教研室 33/60 橋式可逆斬波電路 圖 58 橋式可逆斬波電路 ■ 橋式可逆斬波電路 ◆ 將 兩個電流可逆斬波電路組合起來，分別向電動機提供正向和反向電壓，使電動機可以 4象限 運行。 ◆ 工作過程 ? V4導通時，等效為圖 57a所示的電流可逆斬波電路，提供 正電壓 ，可使電動機工作于 第 2象限 。 ? V2導通時， V VD3和 V VD4等效為又一組電流可逆斬波電路，向電動機提供 負電壓 ，可使電動機工作于 第 4象限 。 電氣自動化教研室 34/60 直流電機的四象限運行 電氣自動化教研室 35/60 四象限直流 — 直流變換器 SV1T2T aLaRaEABIA B3T 3D4T 4D通斷( c ) 第 三 第 四 兩 象 限 變 換 電 路SV1T2T1D2DaLaRaEABIA B(a)四象限直流直流變換電路3T3D4T4DSV1T2T 1D2DaLaRaEABIA B( b ) 第 一 第 二 兩 象 限 變 換 電 路3T4斷通 電氣自動化教研室 36/60 SV 1T2T aL aR aEABIAB3T 3D4T 4D通斷( c ) 第 三 第 四 兩 象 限 變 換 電 路 四象限直流 — 直流變換器 ?第三、四象限運行等效電路 電氣自動化教研室 37/60 VTTV DSonBA ?工作模式： 降壓（將 Vd的電壓降低后送到負載） 輸出電壓方向： 反向（ VAB0） 輸出電壓大?。? 輸出電流方向： 反向 電機運行于 反向電動