文档介绍：在线教务辅导网:
教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网
QQ:349134187 或者直接输入下面地址:
http://shop106150152.
概述
---直流斩波电路测试
---斩波电路应用
小结
模块4 直流斩波变换电路
直流斩波变换电路概述
直流斩波电路:将一个固定的直流电压变换成大小可变的直流电压的电路。也称之为直流变换电路。
直流斩波技术的应用:被广泛应用于开关电源及直流电动机驱动中,如不间断电源(UPS)、无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机动车辆的无级变速及电动汽车的控制。从而使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。
直流变换系统的结构如图4-1所示:
图4-1 直流变换系统的结构图
斩波电路基本原理
基本斩波电路工作原理
降压式斩波电路的输出电压平均值低于输入直流电压Ud 。
最基本的降压式斩波电路如图4-2所示:Q为斩波开关,是斩波电路中的关键功率器件,它可用普通型晶闸管、可关断晶闸管GTO或者其它自关断器件来实现。
T=Ton+Toff
Q交替通断,在负载上就可得到方
波电压。
4-2 基本斩波电路及波形
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
若定义斩波器的占空比k=ton/T ,则由波形图上可获得输出电压平均值为
由上式可知,当占空比k从0变到1时,输出电压平均值从0变到Ud。占空比k的改变可以通过改变ton或T来实现。
斩波电路基本原理
实际应用中负载多为电感性,多采用如图4-3所示电路。
稳态分析表明,若输出端上的电容C很大,则输出电压可近似为常数uo(t)≈UO。由于稳态时电容器的平均电流为零,因而电感中的平均电流等于输出平均电流。根据电感中的电流连续与否,以下分别对电流连续和电流不连续(断续)的两种工作模式进行讨论。
降压式斩波变换电路
图4-3 带感性负载的斩波电路
V导通
V关断
一周期内
降压式斩波变换电路
一、电流连续的导通工作模式
图4-4 降压式斩波器的电路工作状态
在电流连续导通工作模式状态下,降压式变换电路等效于一个直流变压器,其等效变比可以通过控制开关的占空比k在0到1的范围内连续控制。
电路参数的变化将导致电感电流导通模式的变化,即电感电流由连续变为不连续。如图4-5a所示为电流临界连续状态时的uL和iL波形。
降压式斩波变换电路
图4-5 临界连续时的电压、电流波形
一、电流临界连续时
i0min=0
平均电感电流
在给定T、UO、L和k等参数的条件下,如果平均输出电流或平均电感电流小于由上式给出的ILB值,那么iL将不再连续。
平均负载电流
降压式斩波变换电路
电流不连续导通的工作模式分为输入电压Ud不变和输出电压UO不变两种情况,这里主要介绍Ud不变的非连续导通模式。
二、电流不连续导通时的工作模式
图6-6 Ud不变时非连续的电压、电流波形
Ud不变的非连续导通模式常用于直流电机的速度控制。输入电压Ud保持不变,输出电压UO可通过调整斩波器的占空比k进行控制。
由于UO=kUd,在iL=0 的特定情况下,电感电流的表达式可改写为
降压式斩波变换电路