直流斩波电路.doc

:最基本的2种——降压斩波电路和升压斩波电路。Ø斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机,也可带蓄电池负载,两种情况下负载中均会出现反电动势,如图3-1中Em所示Ø工作原理,两个阶段²t=0时V导通,E向负载供电,uo=E,io按指数曲线上升²t=t1时V关断,io经VD续流,uo近似为零,io呈指数曲线下降²为使io连续且脉动小,通常使L值较大图3−1降压斩波电路的原理图及波形a电路图b电流连续时的波形c电流断续时的波形Ø数量关系电流连续时,负载电压平均值(3-1α——导通占空比,简称占空比或导通比Uo最大为Ε,减小α,Uo随之减小——降压斩波电路。也称为Buck变换器(BuckConverter。负载电流平均值(3-2电流断续时,uo平均值会被抬高,一般不希望出现Ø斩波电路三种控制方式(1脉冲宽度调制(PWM或脉冲调宽型——T不变,调节ton(2频率调制或调频型——ton不变,改变T(3混合型——ton和T都可调,使占空比改变其中PWM控制方式应用最多Ø基于“分段线性”的思想,-2升压斩波电路及其工作波形a电路图b波形Ø工作原理²假设L值、C值很大EV+-MRLVDioEMuoEETtEtttUonoffononoα==+=REUImoo−=EVRLVDCioi1uo²V通时,E向L充电,充电电流恒为I1,同时C的电压向负载供电,因C值很大,输出电压uo为恒值,记为Uo。设V通的时间为ton,此阶段L上积蓄的能量为EI1ton²V断时,E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为toff,则此期间电感L释放能量为(offotIEU1−²稳态时,一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等(3-20化简得:(3-21,输出电压高于电源电压,故称升压斩波电路。也称之为boost变换器——升压比,调节其即可改变Uo。将升压比的倒数记作β,即。β和导通占空比α有如下关系:(3-22因此,式(3-21可表示为(3-23Ø升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因²L储能之后具有使电压泵升的作用²²直流电动机传动²单相功率因数校正(PowerFactorCorrection—PFC电路²用于其他交直流电源中图3-3用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形a电路图b电流连续时c电流断续时Ø用于直流电动机传动时(offoontIEUtEI11−=EtTEtttUoffoffoffono=+=1/≥offtTofftT/Ttoff=β1=+βαEEUoαβ−==111EMttTEiOObtOTOEtcVDLVaEMuoi1i2I10I20I10tontoffuoioi1i2t1t2txtontoffI20uo²通常用于直流电动机再生制动时把电能回馈给直流电源²实际L值不可能为无穷大,因此有电动机电枢电流连续和断续两种工作状态²电机反电动势相当于图3-2中的电源,此时直流电源相当于图3-2中的负载。由于直流电源的电压基本是恒定的,因此不必并联电容器。Ø电路分析基于“分段线性”的思想进行解析V处于通态时,设电动机电枢电流为i1,得下式(3-27式中R为电机电枢回路电阻与线路电阻之和。设i1的初值为I10,解上式得(3-28当V处于断态时,设电动机电枢电流为i2,得下式:(3-29设i2的初值为I20,解上式得:(3-30当电流连续时,从图3-3b的电流波形可看出,t=ton时刻i1=I20,t=toff时刻i2=I10,由此可得:(3-33(3-34把上面两式用泰勒级数线性近似,得(3-35该式表示了L为无穷大时电枢电流的平均值Io,即(3-36对电流断续工作状态的进一步分析可得出:电流连续的条件为(3-38根据此式可对电路的工作状态作出判断。=+11dd−+=−−ττtmteREeIi1101EERitiLm−=+22dd−−−=−−ττtmteREEeIi1202REeemREeeREITtmoff−−−=−−−=−−−−ρβρττ111110REeeemREeeeREITTtmon−−−=−−−=−−−−−−ρραρτττ1120(REmIIβ−==2010(REEREmImoββ−=