第四章 DC-DC变换电路(2).ppt

第四章 DC-DC变换电路
第五节 Cuk斩波电路
第四节升降压斩波电路
第三节升压斩波电路
第二节降压斩波电路
第一节直流斩波电路的工作原理
内容提要与目的要求
第六节降压式变换器SIMULINK仿真
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内容提要与目的要求
了解直流斩波器的工作原理及控制方式。
掌握直流斩波器的基本电路、波形分析及电路参数计算。
重点:掌握各种斩波电路的波形分析及工作原理。
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第一节直流斩波电路的工作原理
一、直流斩波的概念及分类
二、基本斩波电路的工作原理
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一、直流斩波的概念及分类
概念:将一个固定电压的直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电称之为DC-DC变换,而实现这种功能的电路称之为直流斩波电路(DC Chopper )或称直流一直流变换器(DC/DC Converter)。
优点:直流斩波器具有效率高、体积小、重量轻、成本低等。
应用:
用于直流牵引变速拖动中,如无轨电车、地铁列车、电动汽车的控制;
用于直流开关电源和电池供电的设备中,如通信电源、电子笔记本,计算器等。
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分类:包括6种基本斩波电路:
降压斩波电路(Buck Chopper)
升压斩波电路(Boost Chopper)
升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)
Cuk斩波电路
Sepic斩波电路
Zeta斩波电路
其中前两种是最基本的电路,本章将对这两种电路作重点介绍,并在此基础上介绍升降压斩波电路和Cuk斩波电路。
一、直流斩波的概念及分类
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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(即电力电子器件关断)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。
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二、基本斩波电路的工作原理
由波形图可得输出电压平均值为
ton为S闭合(导通)时间;toff为S断开(关断)时间;T=ton+toff为斩波电路的工作周期;α为导通占空比,简称占空比或导通比,α=ton/T
其输出电压有效值为
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若认为斩波器(S)是无损的,则输入功率应与输出功率相等,即

从直流电源侧看的等效电阻为
二、基本斩波电路的工作原理
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三种控制方式
据对输出电压平均值进行调制的方式不同,斩波电路可以有三种控制方式。
保持开关周期T不变,调节开关导通时间ton,称为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,缩写为PWM)或脉冲调宽型。
保持开关导通时间ton不变,改变开关周期T,称为频率调制或调频型
ton和T都可调,使占空比改变,称为混合型。
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第二节降压斩波电路
一、降压斩波电路工作原理
二、主要数量关系
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