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第3章 DC/DC变换电路 3.2　基本的直流斩波电路 3.3　复合斩波电路 3.4 变压器隔离的直流—直流变换器 3.1　直流PWM控制技术基础 返回 第3章 DC/DC变换电路 直流变换—将直流电能(DC)转换成另一固定电压或电压可调的直流电能。 基本的直流变换电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、库克变换电路 重点：电路结构、工作原理及主要数量关系 第3章 DC/DC变换电路 直流变换—将直流电能(DC)转换成另一固定电压或电压可调的直流电能。 直流变换电路—完成直流变换的电路。 直流变换器—实现直流变换的装置。 3.1　直流PWM控制技术基础 3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念 直流调速：需要可变的直流电压 直流供电电压一定，而负载需要不同电压 直流升压：太阳能电池输出电压较低，需要 变换到较高电压再变换为直流 3.1　直流PWM控制技术基础 3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念 （1）开关管T导通时，R两端电压 uo=US 开关管IGBT导通条件： UG0 3.1　直流PWM控制技术基础 3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念 （2）开关管T断开时，R两端电压 uo=0 开关管IGBT断开控制： UG=0 3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念 控制一周期中导通时间比例可控制输出平均电压 3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念 定义上述电路中导通占空比D为: 改变占空比D有三种基本方法： 3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念 脉冲频率调制(PFM) 维持ton不变，改变TS。改变TS就改变了输出电压周期或频率。 改变占空比D有三种基本方法： 3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念 ②脉冲宽度调制(PWM) 维持TS不变，改变ton 在这种方式中，输出电压波形的周期不变，仅改变脉冲宽度。 改变占空比D有三种基本方法： 3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念 ③混合脉冲宽度调制 脉冲周期TS与宽度ton均改变。 广义的脉冲宽度调制技术包含上述三种控制方式 1．面积等效原理——PWM应用的理论基础 　自动控制理论冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 3.1.2 PWM技术基础 冲量=窄脉冲面积 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形 1．面积等效原理 比较RL电路对冲量相同而形状不同窄脉冲的响应波形可知，输出波形大致相同 进一步说,响应波形的低频成份基本相同。 上述原理可以称为面积等效原理。根据该原理，将平均值为up的一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲加到包含惯性环节的负载上，将与施加幅值为up的恒定直流电压所得结果基本相同，这样一来就可用一列脉冲波形代替直流波形。 　　除了直流波形可用PWM波形来代替外，根据面积等效原理可以进一步推出，可以在一段时间内按一定规则生成PWM波形来代替所需的任何波形 1．面积等效原理 如用正弦脉冲宽度调制波形来代替正弦波SPWM 2．直流PWM波形的生成方法 生成PWM波形有多种方法，常见有计算法、调制法等。 计算法是在每个时间段，利用计算机技术直接计算出当前所需要的脉冲宽度，进而据此对电力电子器件进行开关控制而获得PWM波形。 调制法是利用高频载波信号与期望信号相比较来确定各脉冲宽度信息进而生成PWM波形。 调制法生成PWM波形典型框图： 返回 2．直流PWM波形的生成方法 载波信号频率远大于调制信号频率 3.2　基本的直流变换电路 3.2.1 降压斩波电路 3.2.2 升压斩波电路 3.2.3 升降压斩波电路 3.2.4 库克变换电路 返回 3.2　基本的直流变换电路 基本的直流变换电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、库克变换电路 介绍内容： 1、电路结构 2、工作原理 3、主要波形 4、基本数量关系 3.2　基本的直流斩波电路 3.2.1 降压变换电路 降压变换电路输出电压的平均值低于输入直流电压，又称为Buck型变换器。 3.2.1 降压变换电路 1 降压变换电路工作原理 （1）T导通情形 电感电压uL=US– uo，在该电压的作用下，电感电流iL线性增长 ，电感储能增加 3.2.1 降压变换电路 1 降压变换电路工作原理 （2）T 断开情形-电流连续 电感电压uL= – uo，在该电压的作用下，电感电流iL线性下降 ，电感储能减少 3.2.1 降压变换电路 1 降压变换电路工作原理 （2）T 断开情形-电流断续 电感电压uL= 0， 电容向负载供电 T一周期中导通时间愈长，向电感转移的能量愈多，向负载转移的能量也愈多，即输出电压愈高