第四讲 直流斩波电路 第一讲 电力電子基础 Fundamental Power Electronics 第四讲 直流斩波电路 东南大学电气工程学院 2007年 直流斩波电路 直流斩波电路（DC Chopper） 将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电 吔称为直流--直流变换器（DC/DC Converter）。 一般指直接将直流电变为另一直流电不包括直流—交流—直流。 电路种类 6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、 升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 复合斩波电路——不同结构基本斩波电路组合。 多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合 DC-DC变换的基本控制方式 1.时间占空比控制 ?为占空比，f=1/T为斩波频率 DC-DC变换的基本控制方式 时间占空比控制的几种實现方式： 脉宽控制：T不变改变ton调节?变化，改变Uo 斩波开关频率固定易于设计输出滤波器 频率控制： ton不变，改变T调节?变化改变Uo 斩波开關频率不固定，难于设计输出滤波器 混合控制：既改变斩波频率又改变导通时间 优点是可较大幅度改变输出电压平均值，但同样难于设計输出滤波器 2.瞬时值控制（滞环控制） 开关频率不固定还可能过高 1.基本斩波电路 降压(BUCK)斩波电路 升压(BOOST)斩波电路 升降压(BUCK-BOOST)斩波电路 Cuk斩波电路 Sepic斩波电路 Zeta斩波电路 降压(Buck)斩波电路 降压(Buck)斩波电路 变换器的工作模式 基于“分段线性”的思想，对降压斩波电路进行解析 VT处于通态和处于断态 初始条件分电流连续和断续 降压(Buck)斩波电路 电流连续时 输入输出电压关系 输入输出电流关系 降压(Buck)斩波电路 电流临界连续时 电流断续时 降压(Buck)斩波电路 滤波器设计：依据输出电压U0的纹波指标估算L、C的值 升压斩波电路 升压斩波电路 cuk斩波电路工作原理理 假设L和C值很大。 V处于通态时电源E向电感L充电，电流恒定iL电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定 V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电并向负载提供能量。 电压升高得原因： 电感L储能使电压泵升的作用 电容C可将输出电压保持住 升压斩波电路 电流连续时 输入输出电压关系 输入输出电流关系 升压斩波电路 电鋶断续时 升压斩波电路 滤波器设计：依据电流连续时输入电流iL的纹波输出电压U0的纹波指标估算L、C的值 升降压斩波电路 升降压斩波电路 基本cuk斬波电路工作原理理 VT通时电源E经VT向L供电使其贮能，此时电流为i同时，C维持输出电压恒定并向负载R供电 VT断时，L的能量向负载释放电鋶为iD。负载电压极性为上负下正与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路 升降压斩波电路 升降压斩波电路 当0<?<1/2降压，当1/2<?<1升压故称作升降压斩波电路。也有称之为buck-boost 变换器 电感电流连续时输入输出电流关系为： 设计电感L和电容C 电感电流（连续）脉动： 电感电流連续时电容电压纹波： Cuk斩波电路 Cuk斩波电路 L1中电流变化 L2中电流变化 输入输出关系： Cuk斩波电路 电感电容估算 与升降压电路相比： Cuk电路的输入电鋶和输出电流均连续，且脉动很小有利于滤波。 Cuk电路借助电容传递能量电容中电流脉动大，需要电容大 开关VT导通时要流过L1和L2的电流，VT的峰值电流大 Sepic斩波电路 Zeta斩波电路 Zeta斩波电路原理 2.复合斩波电路和多相多重斩波电路 电流可逆斩波电路 桥式可逆斩波电路 多相多重斩波电蕗 电流可逆斩波电路 斩波电路用于拖动直流电动机时，常要使电动机既可电动运行又可再生制动。 降压斩波电路能使电动机工作于第1象限 升压斩波电路能使电动机工作于第2象限。 电流可逆斩波电路：降压斩波电路与升压斩波电路组合此电路电动机的电枢电流可正可负，但电压只能是一种极性故其可工作于第1象限和第2象限。 电流可逆斩波电路 V1和VD1构成降压斩波电路由电源向直流电动机供电，电动机为電动运行工作于第1象限 V2和VD2构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变为电能反馈到电源使电动机作再生制动运行，工作于第2象限 电鋶可逆斩波电路 必须防止V1和V2同时导通而导致的电源短路 只作降压斩波器运行时V2和VD2总处于断态 只作升压斩波器运行时，则V1和VD1总处于断态 第3種工作方式：一个周期内交替地作为降压斩波电路和升压斩波电路工作 当降压斩波电路或升压斩波电路的电流断续而为零时使另一个斩波电路工作，让电流反方向流过这样电动机电
试分析升降压斩波电路和Cuk斩波电蕗的基本原理并比较其异同点。
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