电力电子课件 第5章直流斩波电路.ppt

电力电子技术 第5章 直流斩波技术的应用 目录 5.1 斩波电路的基本工作原理与控制方法 5.2 Buck斩波电路 5.3 Boost斩波电路 5.4 Buck— Boost斩波电路和Cuk斩波电路 5.5 复合斩波电路 5.5.1 电流可逆斩波电路 5.5.2 桥式可逆斩波电路 本章小结 直流斩波电路 关于直流斩波电路（DC Chopper） 将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电 也称为直流—直流变换器（DC/DC Converter） 斩波电路基本工作原理与控制方法 斩波电路基本工作原理与控制方法 斩波电路基本工作原理与控制方法 重点介绍最基本的两种基本电路 ---降压斩波电路 ---升压斩波电路 Buck（ 降压）斩波电路 Buck（ 降压）斩波电路 Buck（ 降压）斩波电路 降压斩波电路 数量关系: 1. 电流连续时， 降压斩波电路 Boost （升压）斩波电路 Boost （升压）斩波电路 化简得： T/toff1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路 Boost （升压）斩波电路 典型应用 一是用于直流电动机回馈制动时， 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 Boost （升压）斩波电路 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回馈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5.6电路中的电源，而此时的 直流电源相当于图5.6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。 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 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 降压斩波电路拖动直流电动机时，如图5.5所示，电动机工作于第1象限 图5.6所示升压斩波电路中，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，拖动直流电动机时，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 电流可逆斩波电路 桥式可逆斩波电路 电流可逆斩波电路：电枢电流可逆，两象限运行，但电压极性是单向的 当需要电动机进行正、反转以及可电动又可制动的场合（即四象限运行），须将两个电流可逆斩波电路组合起来，分别向电动机提供正向和反向电压，成为桥式可逆斩波电路 桥式可逆斩波电路 使V4保持通时，等效为图5.9a所示的电流可逆斩波电路，向电动机提供正电压，可使电动机工作于第1、2象限，即正转电动和正转再生制动状态 使V2保持通时，V3、VD3和V4、VD4等效为又一组电流可逆斩波电路，向电动机提供负电压，可使电动机工作于第3、4象限 桥式可逆斩波电路 本章小结 本章介绍了4种基本斩波电路、2种复合斩波电路，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。 5.5.2 在电动机工作的各象限导通的器件： 电动机正转 正转电动状态 Ⅰ象限 V1、VD1、V4 正转制动状态 Ⅱ象限 V2、VD2、V4 电动机反转 反转电动状态 Ⅲ象限 V3、VD3、V2 反转制动状态 Ⅳ象限 V4、VD4、V2 第5章 计算机科学与信息工程学院 重庆工商大学 直流斩波电路 DC Chopper 直流斩波技术被广泛地应用于无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机动车辆的无级变速以及电动汽车。 用直流斩波器代替变阻器调速有以下优点： 1. 节约电能（20～30）% ； 2. 能获得加速平稳、快速响应的性能； 3. 能有效抑制网侧谐波电流的作用。 第5章 直流斩波电路的种类 4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。其中前两种是最基本的电路 复合斩波电路——不同基本斩波电路组合 第5章 5.1  图5.1 基本的降压斩波电路及其波形 a）电路