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第3章 直流斩波电路 3.1 基本斩波电路 本章小结 第3章 直流斩波电路·引言 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）。 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。 3.1 基本斩波电路 3.1.1 降压斩波电路 3.1.2 升压斩波电路 3.1.3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 3.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 3.1.1 降压斩波电路 3.1.1 降压斩波电路 工作原理 3.1.1 降压斩波电路 数量关系 3.1.1 降压斩波电路 斩波电路三种控制方式 T不变，变ton —脉冲宽度调制（PWM）。 ton不变，变T —频率调制。 ton和T都可调，改变占空比—混合型。 3.1.1 降压斩波电路 3.1.1 降压斩波电路 3.1.2 升压斩波电路 升压斩波电路（Boost Chopper） 3.1.2 升压斩波电路 工作原理 3.1.2 升压斩波电路 数量关系 3.1.2 升压斩波电路 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 3.1.2 升压斩波电路 2) 升压斩波电路典型应用 3.1.2 升压斩波电路 数量关系 3.1.2 升压斩波电路 3.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路 3.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路 基本工作原理 3.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路 数量关系 3.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路 3.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路 2) Cuk斩波电路 3.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路 同理： 3.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 3.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 Zeta斩波电路原理 本章小结 本章介绍了6种基本斩波电路、2种复合斩波电路及多相多重斩波电路。 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，而后者的应用是电力电子领域的一大热点。 * 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。 电路结构 全控型器件 若为晶闸管，须有辅助关断电路。 续流二极管 负载出现的反电动势 典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。 降压斩波电路（Buck Chopper) c) 电流断续时的波形 E V + - M R L VD i o E M u o i G t t t O O O b)电流连续时的波形 T E i G t on t off i o i 1 i 2 I 10 I 20 t 1 u o O O O t t t T E E i G i G t on t off i o t x i 1 i 2 I 20 t 1 t 2 u o E M a) 电路图 图3-1 降压斩波电路得原理图及波形 t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数曲线上升。 t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。 通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。 动画演示。 电流连续 负载电压平均值： （3-1） （3-2） ton——V通的时间 toff——V断的时间 a--导通占空比 电流断续，Uo被抬高，一般不希望出现。 负载电流平均值： 此种方式应用最多 第2章2.1节介绍过：电力电子电路的实质上是分时段线性电路的思想。 基于“分段线性”的思想，对降压斩波电路进行解析。 分V处于通态和处于断态 初始条件分电流连续和断续 同样可以从能量传递关系出发进行的推导 由于L为无穷大，故负载电流维持为Io不变 电源只在V处于通态时提供能量，为 在整个周期T中，负载消耗的能量为 输出功率等于输入功率，可将降压斩波器看作直流降压变压器。 一周期中，忽略损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等。 负载电流断续的情况： I10=0，且t=tx时，i2=0 式（3-7） 式（3-6） （3-16） txtoff 电流断续的条件： （3-17） （3-19） 负载