新直流直流变流电路.ppt

文档介绍：新直流直流变流电路
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引言
■直流-直流变流电路（DC/DC Converter）包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。
■直接直流变流电路
◆也称斩波电路（DC Chopper）。
0Ω，L值极大，Em=30V，T=50μs，ton=20s,计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。
解：由于L值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为

输出电流平均值为
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升压斩波电路
0
iGE
0
io
I1
a)
b)
图5-2 升压斩波电路及其工作波形
a）电路图 b）波形
◆工作原理
☞假设L和C值很大。
☞ V处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。
☞ V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。
◆基本的数量关系
☞当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即
化简得
上式中的
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升压斩波电路
*
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升压斩波电路
☞将升压比的倒数记作β，即 ，则和导通占空比有如下关系
则
输出电压高于电源电压，关键有两个原因：一是L储能之后具有使电压泵升的作用，二是电容C可将输出电压保持住。
☞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
☞输出电流的平均值Io为
☞电源电流I1为
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升压斩波电路
■例5-3 在图5-2a所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20，采用脉宽调制控制方式，当T=40s，ton=25s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。
解：输出电压平均值为：
输出电流平均值为：
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升降压斩波电路和Cuk斩波电路
a)
图5-4 升降压斩波电路及其波形
a）电路图 b）波形
■升降压斩波电路
◆工作原理
☞ V导通时，电源E经V向L供电使其贮能，此时电流为i1，同时C维持输出电压恒定并向负载R供电。
☞ V关断时，L的能量向负载释放，电流为i2，负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路。
◆基本的数量关系
☞稳态时，一个周期T内电感L两端电压uL对时间的积分为零，即
当V处于通态期间，uL=E；而当V处于断态期间，uL=-uo。于是：
(5-39)
(5-40)
*
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升降压斩波电路和Cuk斩波电路
所以输出电压为：
改变导通比，输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<<1/2时为降压，当1/2<<1时为升压，因此将该电路称作升降压斩波电路。
☞电源电流i1和负载电流i2的平均值分别为I1和I2，当电流脉动足够小时，有
由上式可得
如果V、VD为没有损耗的理想开关时，则输出功率和输入功率相等，即
(5-41)
(5-42)
(5-43)
(5-44)
*
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升降压斩波电路和Cuk斩波电路
图5-5 Cuk斩波电路及其等效电路
a） 电路图 b） 等效电路
■ Cuk斩波电路
◆工作原理
☞V导通时，E—L1—V回路和R—L2—C—V回路分别流过电流。
☞V关断时，E—L1—C—VD回路和R—L2—VD回路分别流过电流。
☞输出电压的极性与电源电压极性相反。
◆基本的数量关系
☞C的电流在一周期内的平均值应为零，即
(5-45)
*
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升降压斩波电路和Cuk斩波电路
☞由(5-45)得
从而可得
☞由L1和L2的电压平均值为零，可得出输出电压Uo与电源电压E的关系
◆与升降压斩波电路相比，Cuk斩波电路有一个明显的优点，其输入电源电流和输出负载电流都是连续的，且脉动很小，有利于对输入、输出进行滤波。
(5-46)
(5-47)
(5-48)
*
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