【正文】 解上式得： 當電流連續(xù)時，有： ???????? ???? ?? ?? tt eREEeIi 1101M0dd 22 ??? MERitiL???????? ??? ?? ?? tt eREeIi 1202 M)( 2210 tiI ?)( 1120 tiI ?（ 55） （ 54） （ 56） （ 57） （ 58） 降壓斬波電路 電氣自動化教研室 8/60 降壓斬波電路 REmeeREREeeI mTt???????? ????????????????1111//101?????REmeeREREeeI mTt???????? ?????????????????????????1111//201式中， ， ， ， ， I10和 I20分別是負載電流瞬時值的最小值和最大值。 ? 頻率調制 ： ton不變，改變 T。 REUI moo??? 電流斷續(xù)時，負載電壓 uo平均值會被抬高，一般不希望出現(xiàn)電流斷續(xù)的情況。 ? t=t1時控制 V關斷 ，二極管 VD續(xù)流，負載電壓 uo近似為零 ，負載電流呈指數(shù)曲線下降，通常串接較大電感 L使負載電流連續(xù)且脈動小。 ? 主要用于電子電路的供電電源，也可拖動直流電動機或帶蓄電池負載等，后兩種情況下負載中均會出現(xiàn) 反電動勢 ，如圖中 Em所示。 電氣自動化教研室 3/60 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 電氣自動化教研室 4/60 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)時的波形 c）電流斷續(xù)時的波形 ■ 降壓斬波電路（ Buck Chopper） ◆ 電路分析 ? 使用一個 全控型器件 V，圖中為 IGBT，若采用晶閘管，需設置使晶閘管關斷的輔助電路。 ■ 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) 。 ◆ 功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{電壓的直流電。 電氣自動化教研室 第 5章 直流直流變流電路 基本斬波電路 復合斬波電路和多相多重斬波電路 帶隔離的直流直流變流電路 本章小結 電氣自動化教研室 2/60 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 斬波電路（ DC Chopper） 。 ◆ 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。 ◆ 在交流環(huán)節(jié)中通常采用變壓器實現(xiàn)輸入輸出間的隔離，因此也稱為直 — 交 — 直電路。 ? 設置了 續(xù)流二極管 VD，在 V關斷時給負載中電感電流提供通道。 ◆ 工作原理 ? t=0時刻驅動 V導通 ，電源 E向負載供電，負載電壓 uo=E，負載電流 io按指數(shù)曲線上升。 電氣自動化教研室 5/60 降壓斬波電路 ◆ 基本的數(shù)量關系 ? 電流連續(xù)時 √負載電壓的平均值為 EETtEtt tEdTU onof fonontoon ?? ????? ?01√負載電流平均值為 式中， ton為 V處于通態(tài)的時間， toff為 V處于斷態(tài)的時間， T為開關周期，?為導通占空比，簡稱占空比或導通比（ duty ratio）。 ◆ 斬波電路有三種控制方式 ? 脈沖寬度調制（ PWM） ： T不變，改變 ton。 ? 混合型 ： ton和 T都可調，改變占空比 (51) (52) 電氣自動化教研室 6/60 降壓斬波電路 ■ 對降壓斬波電路進行解析 ◆ 基于 分時段線性電路 這一思想，按 V處于 通態(tài) 和處于 斷態(tài) 兩個過程來分析，初始條件分 電流連續(xù) 和 斷續(xù) 。 ?? /T? EEm m /? ???? ??????????????? TTtt 11 /把式（ 59）和式（ 510）用泰勒級數(shù)近似，可得 ? ?oIREmII ???? ?2022平波電抗器 L為無窮大，此時負載電流最大值、最小值均等于平均值。 由式（ 54）、（ 56）、（ 57）、（ 58）得出 ： 電氣自動化教研室 9/60 降壓斬波電路 ◆ (511)所示的關系還可從能量傳遞關系簡單地推得，一個周期中，忽略電路中的損耗，則 電源提供的能量與負載消耗的能量相等 ，即 TIETRItEI omoono ?? 2則 REEI mo?? ?假設電源電流平均值為 I1，則有 ooon IITtI ???1其值小于等于負載電流 Io，由上式得 ooo IUEIEI ?? ?1即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。 解：由于 L值極大，故負載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為 輸出電流平均值為 )(8050 20220on VETtU o ????)(510 3080 mo AR EUI o ???? 電氣自動化教研室 13/60 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=，Em=10V， 采用脈寬調制控制方式， 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)。 電氣自動化教研室 14/60 降壓斬波電路 此時輸出平均電壓為 )(2520 5100on 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 )( a x AeeREmeeI ????????? ???????????? ???? ???? ???)( 111 mi n AeeREmeeI ????????? ???????????? ???? ??? 電氣自動化教研室 15/60 升壓斬波電路 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 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。 電氣自動化教研室 16/60 升壓斬波電路 ? 將升壓比 T/toff的倒數(shù)記作 β，即 ，則 ?和導通占空比 ?有如下關系 Ttoff??1?? ??式（ 521）可表示為 EEU o ?? ??? 1 11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。 解：輸出電壓平均值為： )( 40of fVEt TU o ?????輸出電流平均值為： )( ARUI o ??? 電氣自動化教研室 18/60 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