当前位置：文档之家 › 电力电子技术_洪乃刚_第4章直流_直流变换直流斩波器

电力电子技术_洪乃刚_第4章直流_直流变换直流斩波器

  • 格式：ppt
  • 大小：399.50 KB
  • 文档页数：52

下载文档原格式

  / 52

合集下载

电力电子技术 第4章 直流-直流变换器

电力电子技术 第4章 直流-直流变换器

下图给出了在电感电流临界连续的情况下uL和iL的波形。在临界连续的情况下， 在断开间隔结束时电感电流iL降为0。
由ton期间的等效电路图可得
采用由电感和电容组成的低通滤波器的特性 如图(c)所示。当低通滤波器的角频率fc<<开关频 率fs时，经过滤波器后的输出电压基本上消除了 高频谐波。电感和电容越大，输出电压越平稳， 纹波越小。而开关频率越高，滤波效果越好，滤 波器也可以越小。因此，在直流斩波器中，开关 频率较高，可以减少装置的体积，提高性能。
Ts
ton
0dt

ton Ts
Ud

DUd
D ton Ts
Uo

ton Ts
Ud
改变负载端输出电压有2种调制方法：
1.开关周期Ts保持不变，改变开关管导通时间ton。也称为脉冲宽度调制(PWM)。 2.开关管导通时间ton保持不变，改变开关周期Ts 。也称为脉冲频率调制(PFM)。
2. 直流斩波器的控制
D ton uco Ts U stm
3. 直流斩波器在实际应用中的问题
在实际应用中，有如下问题： (1) 实际的负载应该是感性的。即使是阻性负载，也总有线路电感，电感电流不
能突变，因此，图(a)的电路可能由于电感上的感应电压毁坏开关管。
采用图(b)的电路，则电感中储存的电能可以通过二极管续流释放给负载。
图(a)是脉宽调制方式的控制原理图。给定电压与实际输出电压经误差放大器得到误 差控制信号uco，该信号与锯齿波信号比较得到开关控制信号，控制开关管的导通和关断， 得到期望的输出电压。
图(b)给出了脉宽调制的波形。锯齿 波的频率决定了变换器的开关频率。一 般选择开关频率在几千赫兹到几百千赫 之间。

电力电子技术基础课件：DCDC变换——斩波器

电力电子技术基础课件：DCDC变换——斩波器

Ton
Ton
V0 =
Vs =
Vs = DVs
✓ 负载电压平均值为：
Ton Toff
Ts
✓ 负载电流平均值为：
V0 - Em
I0 =
R
② 当电流断续时
负载电压平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情况。
DC/DC变换——斩波器
2、降压斩波电路
iS
_
+ vL
V
iL
例题3-1
L
io
VG
如图所示的降压斩波电路，已知Vs=200V，R=10Ω，
vL
ic
VG
V
解：由于C值、L值极大，故负载电流连续，所以输出电压平均值为：
Ts
40
Vo =
Vs =
50= 133.3 (V )
Toff
40 25
输出电流平均值为：
V0
133.3
Io =
=
= 6.67 (A)
R
20
io
+
C
R
Vo
电力电子技术
DC/DC变换——斩波器
➢ 1. 概述
➢ 2. 基本斩波电路 -- 升压斩波电路的典型应用
升压斩波电路（Boost电路）
✓
升降压斩波电路
✓
Sepic电路
✓
Cuk电路
iS
+
vL
R
C
iVD
_
VD
io
iC
VG
Vo
Buck电路
L
VS
✓
VD
VS
V
+
C
Zeta电路
Boost电路

电力电子技术洪乃刚第章交流直流变换整流器

电力电子技术洪乃刚第章交流直流变换整流器
u • 阶段1（0～ωt1）：交流电压 2进入正半周，晶闸管承受正向电 压，但是门极尚未触发，晶闸管处于关断状态，负载RL中没有电 u u 流通过，晶闸管承受的电压是电源电压 VT= 2(图3.3e)。 • 阶段2（ωt1～π）：在ωt1控制角为α时，晶闸管被触发，因为晶闸
管承受正向电压，晶闸管导通。由于电感反电动势的作用，电流从
电力电子技术洪乃刚第章交流直流 变换整流器
3.1.1 单相半波可控整流电路
2.参数计算
通过上述分析，可以计算单相半波可控整 流电路电阻负载时，整流器输出直流电压
平均值ud为:
U d 2 1 2 U 2 st i(d n t) 2 U 2 1 c 2 o 0 .4 U s 2 1 5 c 2os ( 3 .2 )
I dV T 2 I RL
IVT
Байду номын сангаас
1 2
IR 2d L(
t)IRL
2
（3.5） （3.6）
通过二极管电流的平均值idVD和有效值iVD
Id VD 2
IRL
（3.7）
IVD 21 IR 2d L(t)IRL2
（3.8）
u i 零开始上升，电感开始储能。随着 2的上升和下降，电流 d也从0
上升到最大值，然后开始减小。在电流减小时，电感释放储能，电
u 感电动势eL也改变极性（图3.3a）。到ωt=π时， 2＝0，但是电感 i 尚有储能，电流 d不为零。
电力电子技术洪乃刚第章交流直流 变换整流器
3.1.1 单相半波可控整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路
为了以后分析晶闸管电路方便，现定义以下几个术语： • 控制角——从晶闸管开始承受正向电压到对它施加触发

电力电子技术直流斩波电路

电力电子技术直流斩波电路

a) Sepic斩波电路
输入输出关系：
b) Zeta斩波电路
Uo
ton toff
E ton T ton
E 1
E图3-6（S3e-p4ic9斩）波电路和Zeta斩波电路
电源电压与输出电压极性相同
23
3.1.4 Sepic斩波电路和 ZeVt处a斩于波通Z态电期e路间t原a，理斩电源波E经电开关路
i
i
1
2
续旳时间tx，即 ton
tx
1 me ln
1 m
I
20
O
t
onttt1来自x2t
t
off
T
c)
tx<t0ff
图3-3 用于直流电动机回馈能 量旳升压斩波电路及其波形
m
1 e b 1 e
--------电流断续旳条件
16
升降压斩波电路和Cuk斩波电路
1）升降压斩波电路 (buck -boost Chopper)
分V处于通态和处于断态 初始条件分电流连续和断续
7
一样能够从能降量传压递斩关系波出发电进路行旳推导 假定L为无穷大，负载电流Io维持不变（详见P101－102） 电源只在V处于通态时提供能量，为 EIoton 在整个周期T中，负载消耗旳能量为 RIo2T EM IoT
一周期中，忽视损耗，则电源提供旳能量与负载消耗旳能量相等。
V向电感L1贮能。
V关断后，L1－VD－C1构成振
荡回路， L1旳能量转移至C1，
能量全部转移至C1上之后，VD
b) Zeta斩波电路
关断，C1经L2向负载供电。
输入输出关系：
Uo
1
E
图3-6 Sepic斩波电路 和 Zeta斩波电路 （3-50）

(完整word版)电力电子技术第5章直流-直流变换电路习题和答案K

(完整word版)电力电子技术第5章直流-直流变换电路习题和答案K

一、填空题1、升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压,关键有两个原因:一是L储能之后具有使（）的作用;二是电容C可将输出电压（）住。

答：电压泵升;保持2、升压斩波电路和降压斩波电路一样,也有电流（）和（）两种工作状态。

答:连续;断续3、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有（)斩波电路、( ）斩波电路和（）斩波电路。

答：降压；升压；升降压；二、问答题1、试说明直流斩波器主要有哪几种电路结构？试分析它们各有什么特点？答：直流斩波电路主要有降压斩波电路（Buck），升压斩波电路（Boost),升-降压斩波电路（Buck—Boost）和库克(Cuk）斩波电路。

降压斩波电路是输出电压的平均值低于输入电压的变换电路.它主要用于直流稳压电源和直流电机的调速。

升压斩波电路是输出电压的平均值高于输入电压的变换电路。

它可用于直流稳压电源和直流电机的再生制动。

升—降压变换电路是输出电压的平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反.主要用于要求输出与输入电压反向,其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源。

库克电路也属升—降压型直流变换电路，但输入端电流波纹小，输出直流电压平稳，降低了对滤波器的要求。

2、简述降压斩波电路的工作原理。

输出电压电流波形。

答:0=t 时刻驱动V 导通，电源E 向负载供电，负载电压E u =0，负载电流0i 按指数曲线上升。

1t t =时控制V 关断，二极管VD 续流，负载电压0u 近似为零，负载电流呈指数曲线下降.通常串接较大电感L 使负载电流连续且脉动小.3、简述升压斩波电路的工作原理。

输出电流波形答：当V 处于通态时，电源E 向电感L 充电,设充电电流为i 1，L 值很大,i 1基本恒定,同时电容C 向负载供电，C 很大，使电容器电压u 0基本不变，设V 处于通态的时间为t on ，在t on 时间内,电感L 上积蓄的能量为EI 1t on ；当V 处于断态时，E 与L 同时向电容充电，并向负载R 提供能量。

(完整版)电力电子课程设计直流斩波电路(优秀设计)..

(完整版)电力电子课程设计直流斩波电路(优秀设计)..

课程设计报告课题名称：直流斩波电路的设计电力电子技术课程设计任务书系：电气与信息工程系年级: 专业：自动化摘要直流斩波电路的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电，也称为直流-直流变换器（DC/DC Converter）,直流斩波电路一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流-交流-直流的情况；直流斩波电路的种类很多：降压斩波电路,升压斩波电路,这两种是最基本电路。

另外还有升降压斩波电路, Cuk斩波电路，Sepic 斩波电路，Zeta斩波电路。

斩波器的工作方式有：脉宽调制方式（Ts不变，改变ton）和频率调制方式（ton不变，改变Ts）。

本设计是基于SG3525芯片为核心控制的脉宽调制方式的升压斩波电路和降压斩波电路，设计分为Multisim 仿真和Protel 两大部分构成。

Multisim 主要是仿真分析，借助其强大的仿真功能可以很直观的看到PWM 控制输出电压的曲线图，通过设置参数分析输出与电路参数和控制量的关系，利用软件自带的电表和示波器能直观的分析各种输出结果。

第二部分是硬件电路设计，它通过Protel 等软件设计完成。

关键字：直流斩波；PWM；SG3525目录1 直流斩波主电路的设计............................................... 1..1.1 直流斩波电路原理.............................................. 1..1.1.1 直流降压斩波电路........................................ 1..1.2.2 直流升压斩波电路........................................ 2..1.2 主电路的设计.................................................. 3...1.2.1 直流降压斩波电路........................................ 3..1.2.2 直流降压斩波电路参数计数................................ 3..1.2.3 直流升压斩波电路........................................ 4..1.2.4 直流升压斩波参数计算.................................... 4..2 触发电路设计5...2.1 控制及驱动电路设计............................................ 5..2.1.1 PWM 控制芯片SG3525 简介 ............................. 5.2.1.2 SG3525 内部结构及工作特性.............................. 5..2.1.3 触发电路................................................ 6...2.2 系统总电路图.................................................. 7...3 电路仿真8...3.1 触发电路的仿真................................................ 8..3.1.1 Multisim 仿真电路的建立.................................. 8..3.1.2 触发电路的仿真结果及分析................................ 9..3.2 直流降压斩波电路的仿真及分析................................. 1..03.2.1 Multisim 仿真电路的建立................................. 1..03.2.2 直流降压斩波电路仿真结果及分析......................... 1. 03.3 升压斩波电路仿真1..13.3.1 Multisim 仿真电路的建立1.13.3.2 直流升压斩波电路仿真结果及分析......................... 1. 24 总结与体会........................................................ 1..3.参考文献....................................................................... 1..4. .1直流斩波主电路的设计1.1直流斩波电路原理1.1.1直流降压斩波电路直流降压变流器用于降低直流电源的电压， 使负载侧电压低于电源电压，其 原理电路如图1-1所示。

《电力电子技术》(第三四五章)习题答案

第3章 直流斩波电路1．简述图3-1a 所示的降压斩波电路工作原理。

答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V 导通一段时间t on ，由电源E 向L 、R 、M 供电，在此期间，u o ＝E 。

然后使V 关断一段时间t off ，此时电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电，u o ＝0。

一个周期内的平均电压U o ＝E t t t ⨯+offon on。

输出电压小于电源电压，起到降压的作用。

2．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，已知E =200V ，R =10Ω，L 值极大，E M =30V ，T =50μs,t on =20μs,计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o 。

解：由于L 值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为U o =E T t on =5020020⨯=80(V) 输出电流平均值为I o =R E U M o -=103080-=5(A)3．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，E =100V ， L =1mH ，R =0.5Ω，E M =10V ，采用脉宽调制控制方式，T =20μs ，当t on =5μs 时，计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o ，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。

当t on =3μs 时，重新进行上述计算。

解：由题目已知条件可得：m =E E M =10010=0.1 τ=R L =5.0001.0=0.002当t on =5μs 时，有ρ=τT=0.01=τon t=0.0025由于11--ραρe e =1101.00025.0--e e =0.249>m 所以输出电流连续。

此时输出平均电压为U o =E T t on =205100⨯=25(V) 输出平均电流为I o =R E U M o -=5.01025-=30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为I max =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----ραρ11=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----e e =30.19(A)I min =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---11ραρ=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---e e =29.81(A) 当t on =3μs 时，采用同样的方法可以得出：αρ=0.0015由于11--ραρe e =1101.0015.0--e e =0.149>m 所以输出电流仍然连续。

第四章 直流-直流变换器

_
+
19:11
图4-6升压斩波电路及其波形（b）工作模式（c）波形 电力电子技术
1、工作模式1（0≤t≤t1=αT）
设t=0时刻，导通V。当V处于通态时，VD关断，电源Ud向电感充电，
电感中的电流按线形规律从I1上升到I2，同时电容C上的电压向负载 供电，电容上电压uC减小，电容上电流iC=-IO（假设负载上的电流基 本恒定），电路模式及工作波形如图（4-6）所示。因此
二、基本斩波电路的工作原理
最基本的降压斩波电路，以阻性负载为例。 当开关（S）合上（即电力电子器件导通）时，直流电压
加到负载R上，并持续ton时间。 当开关（S）断开时，负载上的电压为零，并持续toff时间， T＝ton+toff为斩波电路的工作周期 其输出波形如图4-1所示。
19:11
负载电压：
Ud=

T
U
电压电流波形分析
19:11
动画
电力电子技术
19:11
电力电子技术
19:11
电力电子技术
电感值较大，电流连续
19:11
电力电子技术
电感值较小，电流断续
19:11
电力电子技术
占空比较小，电流脉动大
19:11
电力电子技术
低通滤波器 fc<<fs(开关 频率)
19:11
动画
图4-7 升降压斩波电路及其波形 （a）电路 （b）工作模式 （c）波形
19:11
电力电子技术
19:11
图4-7 升降压斩波电路及其波形 （a）电路（b）工作模式 电力电子技术
当V导通时 VD反向偏置而关断，电源Ud经V 向电感L供电使其贮存能量； 电感中的电流按线形规律从I1上 升到I2； 同时电容C上的电压向负载供电， 电容上电压uC减小； 电容上电流iC=-IO（假设负载上 的电流基本恒定）。

电力电子技术(第4版)课后答案

目录第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章电力电子器件 (1)整流电路 (4)直流斩波电路 (20)交流电力控制电路和交交变频电路 (26)逆变电路 (31)PWM控制技术 (35)软开关技术 (40)组合变流电路 (42)I 2+4 I m sin ⎤td (⎤t ) = 2πm ( 2 + 1 ) H 0.2717 I m+4 I m sin ⎤td (⎤t ) =πm ( 2 + 1 ) H0.5434 I m1第 1章电力电子器件1.使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。

或：u AK >0且 u GK >0。

2.维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持 电流。

要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

3.图 1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为 I m ，试计算各波形的电流平均值 I d1、I d2、I d3与电流有效值 I 1、I 2、I 3。

0 420  4542 022a)图 1-43 b)晶闸管导电波形c)解：a)I d1= 1 2πI 1I m 2H 0.4767 I mb)1  I 2I d2 = πI 22 I m 2H 0.6741Ic)I d3= 1 2π+02 I m d (⎤t ) = 4 I mI 3 1 2I m多少？这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解：额定电流I T(AV) =100A的晶闸管，允许的电流有效值I =157A，由上题计算结果知a) I m1 H I0.4767H 329.35，I d1 H 0.2717 I m1 H 89.48b) I m2 HI0.6741H 232.90, I d2 H 0.5434 I m2 H 126.56c) I m3=2 I = 314, I d3= 14I m3=78.55. GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？答：GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益〈1和〈 2，由普通晶闸管的分析可得，〈1 + 〈 2 =1是器件临界导通的条件。

电力电子技术四章 直流斩波

March 30, 2000
RLD t LLD
) I A min e
RLD t LLD
北方交通大学电气工程系
4-6
斩波电路 • ton < t < T :
di A 0 LLD i A RLD Em dt
Em iA (1 e RLD
RLD ' t LLD
) I A max e
March 30, 2000 北方交通大学电气工程系 4-19
斩波电路
第五节 斩波器的电路分析
• 输出滤波电路（Ld）的作用：
– 减小输出电压、电流谐波含量。 （减小纹波、脉动系数）
March 30, 2000
北方交通大学电气工程系
4-20
斩波电路 • 输出滤波参数对电路的影响：
di A LLD U S Em (1 )U S dt US I A (1 )T LLD
March 30, 2000 北方交通大学电气工程系 4-17
斩波电路
六种基本电路总结（续）
• 斩波器的负载可以是直流电动机，也可以是其 他负载。 • 电动机负载在电动状态时 ULD > Em ，在再生状
态时，ULD < Em 。
• 在非电动机负载时，为使输出电压恒定，也需 要平波电抗器 Ld 。 • 输入滤波电路的作用：减小输入电流谐波含量。 输出滤波电路的作用：减小输出电压谐波含量。
斩波电路
第四章 直流斩波器 （ DC-DC变换器 ）
• 电力电子电路的四种基本形式：
AC－DC、DC－AC、DC－DC、AC－AC
• 直流斩波器的作用： – 直流电压的变换 （调压） – 调阻 – 调磁
March 30, 2000 北方交通大学电气工程系 4-1
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

将式4.17代入式4.16，可得：
Ud E 1
（4.18）
从式4.18可知，当0≤α≤0.5时，Ud<E,在 0.5≤α<1时，Ud>E,因此调节占空比α，电 路既可以降压也可以升压． 4.3.2 Cuk升降压斩波电路 上节Buck-Boost型斩波电路中，负载与电容 并联，实际电容值总是有限的，电容不断充 放电过程的电压波动，引起负载电流的波 动，因此Buck-Boost斩波电路输入和输出端 的电流脉动量都较大，对电源和负载的电磁 干扰也较大,为此提出Cuk电路（图4.8a）
双极式可逆斩波控制，四个开关器件都工作 在PWM方式，在开关频率高时，开关损耗较 大，并且上下桥臂两个开关的通断，如果有 时差，则容易产生瞬间同时都导通的“直通” 现 象，一旦发生直通现象，电压E将被短路这是 很危险的。为了避免直通现象，上下桥臂两 个开关导通之间要有一定的时间间隔，即留 有一定的“死区”。
模式1（图4.11a） 模式2（图4.11b）: 在模式1和2时，电流的方向是从A→B，电动 机正转，设T1、T3导通时间为Ton,关断时间为 Toff。在T1导通时A点电压为＋E, T3导通时B 式中：占空比 点电压为-E,因此AB间电压 :
Toff Ton Ton T Ton 2Ton Ud E E E( 1) E E T T T T T
开关T导通时，如果电感电流是连续的，则电流 从T导通时的I01上升（图4.7.1b），如果电流 是断续的，电感电流则从0上升（图4.7.2b）， 终止电流I02同式4.12。
状态二 开关T关断（图4.6c）
开关T关断时，电感电流iL从T关断时的I02下降， 电感L释放储能，电容储能。如果在状态一时， 电感储能不足，I02不够大，不能延续到下次T 导通，电感电流就断续（图4.7.2b）。
图4.8
Cuk斩波电路
返回
4.4 桥式直流斩波调压电路 ４.４.１半桥式电流可逆斩波电路 ４.４.２全桥式可逆斩波电路 ４.４.１半桥式电流可逆斩波电路 半桥式电流可逆斩波电路直流电动机负载的 电路如图4.9a。下面就电动机电动和制动 两种状态进行分析 ： 一 电动状态（图4.9b） 二 制动状态（图4.9c）
SG3525脉冲发生电路。
1. SG3525的输入电源电压UCC1为8～35V， 片内基准电压用于产生5.1V片内电源，供片内 电路，并带有欠电压保护功能。 2.振荡电路由一个双门限比较器，一个恒流源 和外接充放电电容CT组成。作用是使外接电容 CT恒流充电，构成锯齿波的上升沿，由比较器 接通放电电路，形成锯齿波的下降沿。 锯齿波的上升时间为： t1 0.7RT CT （4.22） 锯齿波的下降时间为： t 2 3RT CT （4.23）
返回
• 二 反电动势负载 反电动势负载以直流伺服电动机为例(图 4.2a) ,在占空比较大，电流连续时的波形与 阻感负载图4.1c,d 相同，但T导通时的电路方 程为：
did EL Rid E M (4.6) dt t t E EM id iT I 01e (1 e ) R
馈制动状态，ud=uAB =E。
不管何种情况，一周期中负载电压ud只有正
半周（图4.14b），故称为单极式斩波控制。 因为单极式控制正转时T3恒通，反转时T2恒 通，单极式可逆斩波控制的输出平均电压 为：
Ton Ud E E T
（4.21）
且Ton，在正转时是T1的导通时间，在反转 时是T4的导通时间，在正转时Ud为“＋”， 反转时Ud应为“－” .
Ton U C1 E E T 在D截止时， Toff U C1 U d (1 )U d T
因此有：
E (1 )U d
Ud E 1
（4.19）
式4.19与Buck-Boost电路的式4.18完全相同， 路与Buck-Boost电路的降压和升压功能一样， 但是Cuk斩波电路的电源电流和负载电流都是 连续的，纹波很小，Cuk斩波电路只是对开关 管和二极管的耐压和电流要求较高。
Cuk斩波电路只有一个开关器件T， 电路有两种工作模式。 模式一 开关T导通（图4.8b） 开关T导通时（Ton=αT）,电源E经L1和开关T短路， iL1线性增加，L1储能，与此同时，电容C1经开关T 对C2和负载R放电，并使电感L2电流增加，L2储能。 在这阶段中，因为C1释放能量，二极管被反偏而处 于截止状态。 模式二 开关T截止（图4.8c、d） 开关T关断时Toff=(1-α)T，根据电感L2电流的情况， 又有电流iL2连续和断续两种状态。
di d EL Ri d dt
( 4 .2 )
设i d 初始值为I 01， R , 解方程4.2可得 L t t E i d i T I 01e (1 e ) (4.3) R
该区间id从0或I01上升，电感储能。当t=toff 时id达到I20 ，同时IGBT关断。在IGBT关断期 间，电感L经电流R和二极管D续流，可得这时 的回路电压方程为 ：
ud=EM ，
平均电压 Ud较电流连 续时要抬高（图4.15）， 即电动机轻载时转速 提高，机械特性变软 .
4.5斩波电路的驱动控制 PWM的驱动信号一般都采用锯齿波或三 角波与脉宽控制信号Uct比较的方法产生 原理如图4.16a,在锯齿波或三角波大于或 小于Uct时，产生输出脉冲信号，调节Uct大 小可以调节脉冲宽度（图4.14b）。
返回
返回
返回
返回
二 单极式斩波控制 在正转T1关断时，因为T3恒通，电感L要经 EM→T3→D4形成回路（图4.13a），电感的
能量消耗在电阻R上，ud=uAB =0。在D4续 流时，尽管T4有驱动信号，但是被导通的D4 短接，T4不会导通。但是电感续流结束后 （负载较小情况），D4截止，T4就要导通， 电动机反电动势EM将通过T4和D3形成回路 （图4.13b）.在t=T时，T4关断，电感L将经 D1→E→D3放电（图4.13c），电动机处于回
(4.7)
在T关断时：
did 0L Rid E M (4.8) dt 以id 初始值为I 20， 解方程可得 id i D I 20 e
t Ton

在电流连续时忽略电流的脉动，则：
EM (1 e R
t Ton

)
(4.9)
U d E Id
：
E E M
占空比为α， 可得：
Ton T
设 i I Et L 01
L I 02 I 01 E T L
( 4.1 1 ) ( 4.1 2)
状态二 由：
在T关断时，二极管D导通：
diL E U d L dt
设：
iL
t Ton
I 02
D导通时间为（t-Ton）,可得：
E Ud i L I 02 (t Ton ) L E Ud I 01 I 02 (1 )T L
在T关断时，电感L1电流iL1要经二极管D续
流，在这同时L2要经二极管D释放储能，如 果L2储能较大，L2的续流将维持到下一次T 的导通（图4.8c）。如果L2储能较小，续流 在下一次T导通前就结束，电流iL2断续，负 载R由电容C2放电维持电流（图4.8d）。 在在二极管D导通时，电容C1的平均电压 ：
(4.13) (4.14)
在电路稳定后，联解式4.12和式4.14，可得 E （4.15） Ud
1
当占空比α越接近于1，Ud越高，因为在T关 断区间，电容C在电源E和电感反电动势eL 的 共同作用下充电：
uc u d E L diL dt
图3.5.1是占空比较大，负载也较大，电流iL 连续时(图3.5.1g)电路各点电压电流波形。如 果占空比较小，负载较轻（R较大），电流iL 就出现断续现象（图4.5.2g）,但是负载电流 iR仍可以是连续的，因为ud可以是连续的
返回
在电路稳定时，如果电容储能足够大，负载电
压不变ud=Ud，在T导通时（模式一），
uL=E, iL的终止电流I02为； E
I 02 I 01 L
T
（4.16)
在T关断时（模式二）， uL =Ud, iL的终止电流 I02为;
I 01 I 02 Ud (1 )T L
（4.17）
(图4.5.2c)。
返回
返回
4.3 直流升降压斩波电路 4.3.1 Buck-Boost 降压－升压斩波电路 4.3.2 Cuk升降压斩波电路 4.3.1 Buck-Boost 降压－升压斩波电路 直流降压－升压斩波电路(Buck-Boost Chopper) ,电路如图4.6a :
该电路有两种工作状态: 状态一 开关T导通（图4.6b） :
（4.20）
式中：占空比
＝
2Ton 1 T
模式3（图4.11c） 模式4（图4.11d） 模式3和4是电动机反转情况。 如果α从1→－ 1逐步变化，
则电动机电流id从正逐步变到负 变化过程中电流始终是连续的，这是双极性 斩波电路的特点。即使在α＝0时，Ud＝0，电 动机也不是完全静止不动，而是在正反电流作 用下微振，电路以四种模式交替工作（图 4.12c）。
第4章 直流/直流变换－直流斩波器
• • • • • • 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 直流降压斩波电路 直流升压斩波电路 直流升降压斩波电路 桥式直流斩波调压电路 斩波电路的驱动控制 直流斩波电路的仿真
4.1 直流降压斩波电路
直流降压斩波电路（Buck Chopping） 图4.1a,
一 电阻和电感负载
二 反电动势负载
一 电阻和电感负载:图4.1b t=0时 IGBT导通 导通时ud＝E。 t=toff时 IGBT关断 关断时电感L经二极管D续流
ud＝0，ud波形如图4.1d,