《电力电子技术》第5章 直流斩波电路 教学课件（非AI生成）.ppt

本章小结本章介绍了基本斩波电路、复合斩波电路及多相多重斩波电路，其中最基本的是降压斩波电路和升压斩波电路两种，对这两种电路的理解和掌握是学习本章的关键和核心，也是学习其他斩波电路的基础。因此，本章的重点是，理解降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理，掌握这两种电路的输入输出关系、电路解析方法、工作特点。直流传动是斩波电路应用的传统领域，而开关电源则是斩波电路应用的新领域，前者的应用在逐渐萎缩，而后者的应用方兴未艾、欣欣向荣，是电力电子领域的一大热点。图5-1降压斩波电路的原理图及波形

电路图电流连续时的波形电流断续时的波形图5-2升压斩波电路及其工作波形

电路图波形图5-3用于直流电动机

回馈能量的升压斩波电路及其波形电路图电流连续时电流断续时图5-4升降压斩波电路及其波形电路图波形图5-5Cuk斩波电路及其等效电路图5-7电流可逆斩波电路及其波形图5-8桥式可逆斩波电路图5-9多相多重斩波电路及其波形**2.变压比和电压、电流基本关系假定负载电流平均值为IO输入电流和电感电流的电流平均值均为(输入功率等于输出功率)通过二极管的电流ID等于负载电流IO（电容的平均电流为零）通过开关管T的电流平均值为：工作电流的平均值表达式2.变压比和电压、电流基本关系工作电流的平均值表达式电感平均电流即为输入电流IL=IS从能量守恒定律出发电感电流的最大值：电感电流的最小值： 电感电流不能突变，只能近似的线性上升和下降，电感量越大电流的变化越平滑；电感量越小电流的变化越陡峭。当电感量小到一定值时，在t=T时刻，电感L中储藏的能量刚刚释放完毕，这时ILmin=0，此时的电感量被称为临界电感，当储能电感L的电感量小于临界电感时，电感中电流就发生断续现象。临界电感电流当电感电流平均值ILILB,电感电流连续当负载电流平均值IL=ILB,电感电流处于连续与断流的边界当电感电流ILILB,电感电流断流当ILmin=0时此时的电感电流平均值IL就是临界电感电流ILB当负载电流平均值IOIOB,电感电流断流输入功率等于输出功率临界负载电流当负载电流平均值IOIOB,电感电流连续当负载电流平均值IO=IOB,电感电流处于连续与断流的边界2.变压比和电压、电流基本关系电感电流的脉动量为：通过开关管T和D的电流最大值与电感电流的最大值相等：工作电流的其他表达式滤波电容上的电压等于输出电压，电容两端的电压变化量实际上就是输出电压的纹波电压，Ton期间负载电流由电容电流提供，若忽略负载电流纹波，则有ic=Io,此时电容上的电量变化反映电容电压的峰－峰值脉动纹波理想Boost变换器输出电压纹波的大小Boost小结1变比2电感电流的脉动量5输出电压脉动量4临界负载电流3临界电感以上分析中，认为V通态期间因电容C的作用使得输出电压Uo不变，但实际C值不可能无穷大，在此阶段其向负载放电，Uo必然会有所下降，故实际输出电压会略低；如果忽略电路中的损耗，则由电源提供的能量仅由负载R消耗，即 （5-24）该式表明，与降压斩波电路一样，升压斩波电路也可看成是直流变压器。根据电路结构并结合式（5-23）得出输出电流的平均值Io为 （5-25)由式（5-24）即可得出电源电流I1为： （5-26）5.1.2升压斩波电路2.升压斩波电路的典型应用一是用于直流电动机传动；二是用作单相功率因数校正（PFC）电路；三是用于其他交直流电源中。图5-3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5.1.2升压斩波电路用于直流电动机传动时通常是用于直流电动机再生制动时把电能回馈给直流电源；实际电路中电感L值不可能为无穷大，因此该电路和降压斩波电路一样，也有电动机电枢电流连续和断续两种工作状态；此时电机的反电动势相当于图5-2电路中的电源，而此时的直流电源相当于图5-2中电路中的负载。由于直流电源的电压基本是恒定的，因此不必并联电容器。5.1.2升压斩波电路电路分析V处于通态时，设电动机电枢电流为i1，得下式 （5-27）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