第3章 直流斩波电路新1

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第3章第19页
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3.1.1 降压斩波电路
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，即： EIoton = RIo2T + EM I oT （3-12）
R 则 （3-13） 在上述情况中，均假设L值为无穷大，负载电流平直的情况。 这种情况下，假设电源电流平均值为I1，则有 t on （3-14） Io = αIo I1 =
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3.1.1 降压斩波电路
io VO R
Vi
RCE
Ig
io VO R L
R L
Vi
T
io VO R
ii
+ o
T G D
E
v EO
+
vl
L C
-
Vo
iC io
o
Ig
Vi
L V i
V g
iL
io
R
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3.1.1 降压斩波电路
斩波电路的典型用途之一是拖动直流电 动机，也可带蓄电池负载，两种情况下负 载中均会出现反电动势，如图中EM所示 工作原理 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 时刻控制V关断，负载电流经二极 管VD续流，负载电压uo近似为零，负载 电流呈指数曲线下降。为了使负载电流 连续且脉动小通常使串接的电感L值较大
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观看flash演示 第3章第6页
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3.1.1 降压斩波电路
变压比、导通比的定义
变压比 ： 导通比（占空比）： 导通比（占空比）：
M = V 0 / Vi
D = Ton / TS
Toff = (1 − D)Ts
Ton = DTs
将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电 也称为直接直流--直流变换器（DC/DC Converter） 一般是指直接将直流电变为另一直流电，不包括直流— 交流—直流 习惯上，DC—DC变换器包括以上两种情况，且甚至更 多地指后一种情况
直流斩波电路的种类
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，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 多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合
3.1.1 降压斩波电路
即V进入通态时的电流初值就是V在断态阶段结束时的电流 值，反过来，V进入断态时的电流初值就是V在通态阶段结 束时的电流值。 由式（3-4）、（3-6）、（3-7）、（3-8）得出：
et1 /τ −1 E EM eαρ −1 E I10 = T /τ − e −1 R R = eρ −1 − m R
v EO v
i i
t ic
− 1 2
o
+
1 2
∆i
L
∆Q (1 − D)V0 ∆V0 = V0 max − V0 min = = C 8LCf 2
∆i
∆Q
L
t
v
Ts 2
V
T
on
o
t
T
off s
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T
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(3 − 6)
当电流连续时，有： I10 = i2(t2)
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I20 = i1(t1)
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(3−7) (3 − 8)
图3−1 降压斩波电路的原理图及波形 a）电路图 b）电流连续时的波形 c）电流断续时的波形
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3.1 基本斩波电路
重点介绍最基本的三种基本电路 降压斩波电路（BUCK） 降压斩波电路（ ） 升压斩波电路（ 升压斩波电路（BOOST） ） 升降压斩波电路（ 升降压斩波电路（BUCK/BOOST） ）
v
T G D E
EO
v
+ L
l
-
V
i
C
o
i
o
L ⋅ dii dt = L ⋅ di L dt = Vi − V0
Vi − V0 ∆iL+ = ⋅ Ton L Vi − V0 = ⋅ D ⋅ Ts L
i
V
+ o
V
L
R C
g
C
i
i
o
o
ii
Vi
+
vl
L
-
il
C
C
Vo
Io
i
R
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用电感电流表达式求变压比（续1）
T 截止、 D导通
i
i
v
T G D E
EO
v
+ L
l
-
V
i
C
o
i
o
i
L ⋅ diL dt = −V0
∆i L − V0 = ⋅ (Ts − Ton ) L
V
+ o
V
L
R C
g
C
i
i
o
o
T
+
v
l
-
V
o
i
o
V0 = ⋅ (1 − D ) ⋅ Ts L
V
i
D
i
l
L C R
(c)开关状态2，D导通T阻断等值电路
Ts
I L min
iL
I L = Io
t
iT
iT
I L max I L min
iD
iT
t
vi
vEO vi
t ic
+ 1 2 − 1 2 ∆i ∆Q ∆i
L
故有 V0 = M V i = DVi
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t
L
vo
Ts 2
Vo
T on T off Ts
t
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buck 电路图
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电路的开关状态和工作波形
ii
Vi
o + T
v EO
E + G D
vl
L C
-
Vo
iC
C
io
R
vg
T on
Toff
I L max
Vg
iL
t
Ts
I L min
io
o
iL
I L = Io
t
iT
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《电力电子技术》 电力电子技术》 电子教案
第3章 直流斩波电路 章
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目 录
3.1基本斩波电路 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
ii Vi
+
vl
L
iT
I L max I L min
-
il
C
Vo
i
iD
iT
t
vi
Io
C
vEO vi
R
t
(b)开关状态1，T导通D截止等值电路
T D
-
vl + il
L C
Vo io
R
ic
− 1 2 ∆i
L
+
1 2
∆i
L
Vi
vo
Ts 2
∆Q
t
Vo
T on T off Ts
t
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(c)开关状态2，D导通T阻断等值电路
输出电压波动量计算
i
v EO
i
v
g
T
T
on
off
t
T
s
T G D
E
+
vl
L C
-
Vo
iC io
o C
i
i
o
I
L
L max
Vi
o
+ -
Vg
iL
R
I L = Io
I
L min
t
iT
iT
I I
L max
i
i
D
T
L min
t
v
电容C在一个开关周期内 C 的充电电荷为：
1 ∆i L Ts ∆i L ∆Q = ⋅ ⋅ = 2 2 2 8f
。由图3-1b可知，
I10和I20分别是负载电流瞬时值的最小值和最大值。
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第3章第18页
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