直流斩波器工作原理
直流斩波器原理
直流斩波器原理
直流斩波器是一种电子设备，用于将直流电信号转换为可调节的脉冲
信号。
它是一种非常重要的电路，广泛应用于工业自动化、电力电子、通信和医疗等领域。
直流斩波器原理：
直流斩波器的主要原理是利用开关管（如晶体管或MOSFET）来控制
负载电路中的电压和电流。
当开关管导通时，负载电路中的电压将被
允许通过。
当开关管截止时，负载电路中的电压将被阻断。
斩波器通过改变开关管导通和截止的时间比例来控制输出脉冲信号的
频率和占空比。
占空比指脉冲信号中高电平所占时间与一个周期时间
之比。
频率指输出脉冲信号在单位时间内出现的次数。
斩波器可以被视为一个开关模型，其中输出脉冲信号由高低两个状态
构成。
当开关管导通时，输出为高；当开关管截止时，输出为低。
斩波器有两种基本类型：单极性和双极性。
单极性斩波器只能控制正
向负载电压，而双极性斩波器可以控制正向和反向负载电压。
直流斩波器的应用：
直流斩波器广泛应用于工业自动化、电力电子、通信和医疗等领域。
它们可以用于控制电机速度、调节照明亮度、变换电源输出电压等。
在工业自动化中，直流斩波器可以用于控制机床、起重机、输送带和风扇等设备的速度和方向。
在通信领域中，它们可以用于调节光纤通信系统中的光功率。
在医疗领域中，它们可以用于调节医疗设备的输出功率。
总之，直流斩波器是一种非常重要的电子设备，在现代工业和科技中发挥着重要作用。
BUCK-BOOST电路工作过程分析及说明
BUCK-BOOST电路工作过程分析及说明一、直流斩波电路的基本原理Buck/Boost变换器是输出电压可低于或高于输入电压的一种单管直流变换器，其电路如图4.8。
与Buck和Boost电路不同的是，电感L f在中间，不在输出端也不在输入端，且输出电压极性与输入电压相反。
开关管也采用PWM控制方式。
Buck/Boost变换器也有电感电流连续和断续两种工作方式，此处以电感电流在连续状态下的工作模式。
图4.8是电感电流连续时的主要波形。
图4.10是Buck/Boost变换器在不同工作模态下的等效电路图。
电感电流连续工作时，有两种工作模态，图4.11(a)的开关管Q导通时的工作模态，图(b)是开关管Q关断、D续流时的工作模态。
V o图4.9电路ArrayVi LFi Qi DV图4.10感电流连续工作波形V oV o(a) Q 导通 (b) Q 关断，D 续流图5.11 Buck/Boost 不同开关模态下等效电路二、电感电流连续工作原理和基本关系电感电流连续工作时，Buck/Boost 变换器有开关管Q 导通和开关管Q 关断两种工作模态。
1.在开关模态1[0~t on ]：t=0时，Q 导通，电源电压V in 加载电感L f 上，电感电流线性增长，二极管D 戒指，负载电流由电容C f 提供：f L fin di L V dt=(2-1)oo LDV I R =(2-2)ofo dV C I dt= (2-3)t=t on 时，电感电流增加到最大值max L i ，Q 关断。
在Q 导通期间电感电流增加量f L i ∆f inL y fV i D T L ∆=⋅ (2-4)2.在开关模态2[t on ~ T]:t=t on 时，Q 关断，D 续流，电感L f 贮能转为负载功率并给电容C f 充电，f L i 在输出电压Vo 作用下下降：f L fo di L V dt=(2-5)f o o oL fo f LDdV dV V i C I C dt dt R =+=+ (2-6)t=T 时，f L i 见到最小值min L i ，在t on ~ T 期间f L i 减小量f L i ∆为：(1)f o o L off y f fV Vi t D T L L ∆=⋅=- (2-7)此后，Q 又导通，转入下一工作周期。
直流斩波器工作原理
直流斩波器工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII直流斩波器工作原理直流斩波器(D.C. Chopper)又称为截波器，它是将电压值固定的直流电，转换为电压值可变的直流电源装置，是一种直流对直流的转换器(DC to DC Converter)已被被广泛使用，如直流电机之速度控制、交换式电源供应器(Switching-Power-Supply)等。
二.基本原理直流斩波器乃利用功率组件对固定电压之电源做适当之切割以达成负载端电压改变之目的。
若其输出电压较输入之电源电压低，则称为降压式(Buck )直流斩波器，若其输出电压较输入之电源电压高，则称为升压式(Boost)直流斩波器；如图1(a)所示为直流斩波器基本电路图，图1(b)所示为负载电压波形，可看出当直流斩波器导通(Ton)时，负载端之电压Vo等于电源电压Vs，当直流斩波器截止(Toff)时，负载端之电压Vo为0，如此适当的控制直流斩波器可使直流电源断续的出现在负载测，只要控制直流斩波器的导通时间，即图1.1直流斩波器基本原理可改变负载的平均电压。
由图1.1(b)可看出输出电压之峰值等于电源电压Vs，而输出电压之平均值Vo随Ton之时间而变。
而最常见之改变方式为1.周期T固定，导通时间Ton改变，称脉波宽度调变(Pulse-width Modulation PWM)。
2.导通时间Ton固定，周期T改变，称频率调变(Frequency Modulation FM)。
3.周期T及导通时间Ton 同时改变，即波宽调变及频率调变混合使用。
在实际应用中，因直流斩波器常需在负载端接上滤波电感及滤波电容，若频率改变过大对电感及电容影响大，因此多数采用脉波宽度调变。
直流斩波器依负载电压及负载电流极性来区分可分为下列三种︰1. 单象限直流斩波器。
2. 两象限直流斩波器。
3. 四象限直流斩波器。
如图1.2(a)所示为单象限直流斩波器示意图，其负载电压及负载电流皆为正；如图1.2(b)所示负载电压为正，负载电流有正有负称两象限直流斩波器；若负载电压有正有负，负载电流亦有正有负，称四象限直流斩波器如图1.2(c)所示。
直流斩波电路的工作原理是什么
直流斩波电路的工作原理是什么
直流斩波电路是一种用于将直流电转换为脉冲电流或脉冲电压的电路。
其工作原理如下：
1.自激振荡：
直流斩波电路中，使用一个开关器件（如晶体管或MOSFET）和一个电感器构成振荡回路。
当开关器件关闭时，电感器上的电流开始积累。
当开关器件打开时，电感器上的电流被迫流过负载电阻，产生脉冲电流或脉冲电压。
2.周期性切换：
通过周期性地打开和关闭开关器件，直流斩波电路可以实现周期性地转换直流电源电流。
开关器件的开闭操作由一个控制电路控制，该控制电路根据电流或电压的变化来调整器件的状态。
3.削波：
直流斩波电路通过改变开关器件的开闭状态，将直流电源的平均电压降低到所需的脉冲电压水平。
在开关器件关闭时，电感器上的电流将通过负载电阻流过，形成脉冲，因此平均电压较低。
在开关器件打开时，电感器上的电流不再流过负载电阻，电压升高。
通过调整开关器件的开闭频率和占空比，可以实现所需的电压输出。
总的来说，直流斩波电路利用开关器件和电感器的相互作用，将直流电源电流转换为周期性的脉冲电流或脉冲电压。
这种电路的主要应用是在电源变换、驱动和开关控制器等领域。
直流斩波器
总述直流斩波器广泛应用于生产、生活等实际情况当中，从中国大面积，多人口，低技术，少能源等国情出发，大力发展直流电技术，结合电力电子技术，这对改善我国科技现状水平，提高经济效益将起着重要作用。
电力投资的持续增长，因此直流斩波器在电力电子行业有着巨大的发展潜力，它的传统领域和新领域节前景非常广阔。
直流斩波器（DC Chopper）是一种把恒定直流电压变换成为另一固定电压或可调电压的直流电压，从而满足负载所需的直流电压的变流装置。
也称为直接直流-直流变换器（DC/DC Converter）。
它通过周期性地快速通、断，把恒定直流电压斩成一系列的脉冲电压，而改变这一脉冲列的脉冲宽度或频率就可实现输出电压平均值的调节。
直流斩波器除可调节直流电压的大小外，还可以用来调节电阻的大小和磁场的大小。
直流传动、开关电源是斩波电路应用的两个重要领域，前者是斩波电路应用的传统领域后者则是斩波电路应用的新领域。
直流斩波器的种类较多，包括6种基本斩波器：降压斩波器（Buck Chopper）、升压斩波器（Boost Chopper）、升降压斩波器(Boost-Buck Chopper)、Cuk斩波器、Sepic斩波器和Zeta斩波器，前两种是最基本的类型。
本设计为直流降压斩波器的设计。
设计总体思路、基本原理及其框图降压斩波电路的设计思想是将电网供电压为三相的交流电变为输出电压U0在50-200V之间可调的电压。
其中用控制电路来实现IGBT管的通断，调节PWM波的输出来改变控制角ɑ，从而调节占空比的大小，进而来调节输出电压的大小。
控制电路采用集成芯片SG3525来设计。
SG3525集成芯片包含了保护电路，驱动电路，只需要将斩波主电路和同步信号产生电路加入其中即可。
另外，采用IGBT作为控制开关，其速度相当高，开关损耗小，在电压1000V以上，IGBT的开关损耗只有GTR的十分之一，与电力MOSFET相当。
在相同的电压和电流的情况下，IGBT的安全电压较大，而且具有耐压脉冲。
直流斩波电路的工作原理
直流斩波电路的工作原理直流斩波电路是一种将直流电源转换为可调控的脉冲电流的电路。
其主要原理是通过开关管（例如晶闸管和二极管）的控制，改变电路中的通断状态，从而使直流电源的电压在时间上发生间断性变化，实现电流的控制和调节。
直流斩波电路通常由三个核心部分组成：开关装置、滤波装置和控制装置。
开关装置是直流斩波电路的关键部分，它负责将直流电源中的电流通过开关管进行周期性地开关，以实现电路中电压的间断变化。
开关装置通常由晶闸管和二极管构成。
滤波装置用于滤除开关操作产生的脉冲电压，将电路中的电压变为平滑的直流信号，以保证输出的电流稳定。
滤波器通常由电容和电感构成。
控制装置是直流斩波电路的控制中心，它通过对开关装置的控制，调节开关管的通断状态和开关闭合的周期，从而控制电路中的电流输出。
控制装置通常由控制电路和触发电路组成。
直流斩波电路的工作过程如下：1. 当控制装置使得开关管导通时，直流电源的正极与负极通过开关管形成一个低电阻通路，直流电源的电流可以顺利通过直流斩波电路，输出的电流电压保持稳定。
同时，此时电阻网络的电压为零，输出电压接近直流电源的电压。
2. 当控制装置使得开关管截止时，开关管阻断了直流电源的电流通路，此时输出电流电压开始变化。
由于电感的自感作用，原先通过开关管的电流无法瞬间消失，而是沿着电感的方向形成一个反向电流。
造成了电感两端的电压对地电压增加，同时电容接收到的电压减小。
因此，此时输出的电流电压下降。
3. 当电感的反向电流逐渐减小到零时，电容开始通过二极管向直流电源放电，此时输出的电流电压开始增加。
4. 当电容通过二极管完全放电后，电感两端的电压对地电压下降到零，输出的电流电压再次恢复到直流电源的电压值。
通过不断地周期性开闭开关管，直流斩波电路实现了电源电压的间断变化，从而控制了输出的电流电压，实现了对直流电源的调节。
通过控制开关管的通断状态和开关闭合的时间，可以调节输出电压的大小以及电流的形状，从而满足各种不同的电路需求。
二象限直流斩波器的工作原理
二象限直流斩波器的工作原理二象限直流斩波器又被称为单向直流斩波器，是一种用于控制直流电压的电子设备。
工作原理主要基于功率电子器件（例如二极管和晶闸管）的导通和截止控制，能将直流电压转换成可调节的脉冲直流电压，从而实现对直流电压进行控制。
为了更好地理解二象限直流斩波器的工作原理，我们可以分为三个部分来讨论：输入端、控制电路和输出端。
1.输入端：输入端主要是直流电源，它提供了一个恒定的电压源。
这个电压源可以是直流电池或直流稳压电源，它的电压通常在几十伏特到几百伏特之间。
这个直流电源提供了从正极到负极的直流电压。
2.控制电路：控制电路是二象限直流斩波器的核心部分，它负责对输出信号进行控制，以达到控制直流电压的目的。
控制电路通常由逻辑电路、计时电路和触发器等组成。
逻辑电路：逻辑电路将输入信号转换为控制信号，控制脉冲的生成和输出电压的调节。
根据输入信号的不同，逻辑电路可以采取不同的控制策略来实现输出电压的调节。
计时电路：计时电路用于控制脉冲的宽度和频率。
它可以根据需求来调整脉冲的宽度和频率，从而实现对输出电压的控制。
触发器：触发器用于控制一个或多个功率电子器件（例如二极管或晶闸管）的开关状态。
触发器将逻辑电路和计时电路的控制信号转换为适当的电压脉冲，以控制功率电子器件的导通和截止。
3.输出端：输出端是二象限直流斩波器输出的电压。
该电压是经过控制电路时基于输入信号置换得到的，可以是舒尔平方波、正方波或三角波。
通过控制电压的频率和脉宽，可以控制输出端的直流电压大小。
当二象限直流斩波器工作时，控制电路根据需求控制输出信号的脉冲宽度和频率，然后触发器根据控制信号来控制功率电子器件的导通和截止。
当功率电子器件导通时，直流电压会通过器件流动；当功率电子器件截止时，直流电压不会通过器件。
通过不断地使功率电子器件的导通和截止交替，最终可以实现对直流电压的控制。
总而言之，二象限直流斩波器通过控制电路和功率电子器件的协作工作，将输入直流电压转换成可调节的脉冲直流电压。
直流斩波电路研究实验报告
直流斩波电路研究实验报告直流斩波电路研究实验报告引言直流斩波电路是一种常见的电子电路，它可以将直流电转换为可变的脉冲电流。
在本次实验中，我们将研究直流斩波电路的原理和性能，并通过实验验证其工作效果。
一、实验目的本次实验旨在通过搭建直流斩波电路，研究其工作原理和性能，并通过实验结果验证理论分析的正确性。
二、实验原理直流斩波电路由三个主要部分组成：输入直流电源、可变电阻和输出负载。
当输入直流电压经过可变电阻调节后，通过开关控制，形成一系列脉冲电流，最后通过输出负载得到所需的电压波形。
三、实验步骤1. 搭建直流斩波电路：将输入直流电源与可变电阻相连，并接入开关和输出负载。
2. 调节可变电阻：通过调节可变电阻的阻值，控制输出电压的大小。
3. 控制开关：通过控制开关的开关频率和占空比，调节输出脉冲的频率和宽度。
4. 观察输出波形：使用示波器观察输出波形，并记录实验数据。
四、实验结果与分析通过实验观察和数据记录，我们得到了直流斩波电路的输出波形。
根据理论分析，我们可以得出以下结论：1. 输出波形的频率和宽度与开关的开关频率和占空比有关。
当开关频率较高且占空比较大时，输出波形的频率较高且宽度较宽。
2. 输出波形的幅值与输入直流电压和可变电阻的阻值有关。
当输入直流电压较高且可变电阻的阻值较小时，输出波形的幅值较大。
五、实验结论通过本次实验，我们验证了直流斩波电路的工作原理和性能。
我们发现，通过调节可变电阻和控制开关，我们可以得到不同频率、宽度和幅值的输出波形。
这种电路在实际应用中具有广泛的用途，例如在电力变换、电子通信和电动机控制等领域都有重要的应用。
六、实验总结通过本次实验，我们对直流斩波电路有了更深入的了解。
我们通过实验验证了理论分析的正确性，并掌握了搭建和调节直流斩波电路的方法。
在实验过程中，我们还学会了使用示波器观察和记录波形数据的技巧。
这些实验技能对我们今后的学习和研究都具有重要的意义。
七、参考文献[1] 张三, 李四. 直流斩波电路原理与应用[M]. 北京：电子工业出版社，2010.[2] 王五, 赵六. 电子电路实验指导[M]. 北京：高等教育出版社，2015.以上为直流斩波电路研究实验报告的主要内容。
直流斩波工作原理
直流斩波工作原理
直流斩波是一种将直流电转换为可变直流电压的技术，它基于电子开关的快速切换和脉宽调制的方法。
该技术常用于电力电子系统中，用来控制功率电子器件（如变频器、电机驱动器等）的输出电压。
直流斩波的工作原理如下：首先，直流电源通过一个电感与开关元件（如晶体管）连接。
开关元件以一定频率进行开关操作，将直流电源的电流转换成脉冲电流。
然后，通过控制开关元件的开关时间（脉宽调制），可以调节输出电压的大小。
在每个开关周期内，开关元件会周期性地打开和关闭。
当开关元件关闭时，电感中的电流会继续流动，产生一个变化的磁场。
当开关元件打开时，电感中的磁场会崩溃，将储存的能量释放出来。
由于电感的特性，崩溃过程中会产生一个反向的电压，称为“误差电压”。
通过调整开关元件的开关时间，可以控制发生误差电压的时间和持续时间。
当开关时间较短时，误差电压的时间和幅值较小；当开关时间较长时，误差电压的时间和幅值较大。
通过这种方式，可以控制输出电压的大小和稳定性。
总的来说，直流斩波是通过控制开关元件的开关时间和频率来实现对直流电压的调节。
利用电感的特性，可以在开关周期内产生误差电压，并通过调整开关时间来控制输出电压的大小。
这种技术在电力电子系统中具有广泛的应用，能够提供可靠和稳定的电源输出。
直流斩波器工作原理
直流斩波器工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII直流斩波器工作原理直流斩波器(D.C. Chopper)又称为截波器，它是将电压值固定的直流电，转换为电压值可变的直流电源装置，是一种直流对直流的转换器(DC to DC Converter)已被被广泛使用，如直流电机之速度控制、交换式电源供应器(Switching-Power-Supply)等。
二.基本原理直流斩波器乃利用功率组件对固定电压之电源做适当之切割以达成负载端电压改变之目的。
若其输出电压较输入之电源电压低，则称为降压式(Buck )直流斩波器，若其输出电压较输入之电源电压高，则称为升压式(Boost)直流斩波器；如图1(a)所示为直流斩波器基本电路图，图1(b)所示为负载电压波形，可看出当直流斩波器导通(Ton)时，负载端之电压Vo等于电源电压Vs，当直流斩波器截止(Toff)时，负载端之电压Vo为0，如此适当的控制直流斩波器可使直流电源断续的出现在负载测，只要控制直流斩波器的导通时间，即图1.1直流斩波器基本原理可改变负载的平均电压。
由图1.1(b)可看出输出电压之峰值等于电源电压Vs，而输出电压之平均值Vo随Ton之时间而变。
而最常见之改变方式为1.周期T固定，导通时间Ton改变，称脉波宽度调变(Pulse-width Modulation PWM)。
2.导通时间Ton固定，周期T改变，称频率调变(Frequency Modulation FM)。
3.周期T及导通时间Ton 同时改变，即波宽调变及频率调变混合使用。
在实际应用中，因直流斩波器常需在负载端接上滤波电感及滤波电容，若频率改变过大对电感及电容影响大，因此多数采用脉波宽度调变。
直流斩波器依负载电压及负载电流极性来区分可分为下列三种︰1. 单象限直流斩波器。
2. 两象限直流斩波器。
3. 四象限直流斩波器。
如图1.2(a)所示为单象限直流斩波器示意图，其负载电压及负载电流皆为正；如图1.2(b)所示负载电压为正，负载电流有正有负称两象限直流斩波器；若负载电压有正有负，负载电流亦有正有负，称四象限直流斩波器如图1.2(c)所示。
斩波技术原理
斩波技术原理
斩波技术是一种将直流电转换为另一固定电压或可调电压的直流电的技术，也称为直流-直流变换器（DC/DC Converter）。
其工作原理主要是通过脉宽调制（PWM）或频率调制等方式，将直流电源“斩”成一系列的脉冲，再通过滤波电路将脉冲平均化，从而得到所需的直流电压。
斩波电路可以分为降压斩波电路、升压斩波电路和升降压斩波电路等。
斩波电路可以用于调节直流电压，广泛应用于各种电源供应系统和电机控制系统等领域。
斩波电路的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 调整脉冲宽度：通过控制斩波器开关的开通时间和关断时间，可以调整输出脉冲的宽度，从而得到所需的直流电压。
2. 滤波平滑：斩波器输出的脉冲电流经过滤波电路，将脉冲平均化，得到平滑的直流电流。
3. 反馈控制：斩波器可以通过反馈控制电路，根据输出电压的大小自动调整开关的开通时间和关断时间，实现输出电压的自动调节。
斩波技术的应用非常广泛，例如在电动车充电器、可调直流电源、LED照明电源等领域都有应用。
二象限直流斩波器的工作原理
二象限直流斩波器的工作原理
二象限直流斩波器是一种电力电子器件，通常用于控制直流电机的速度。
它通过控制输入直流电压的占空比，实现对电机的精确控制。
以下是二象限直流斩波器的基本工作原理：
1.输入直流电压：二象限直流斩波器的输入是直流电压，通常来自直流电源或电池。
这个直流电压是需要被调制的电机供电。
2.PWM（脉宽调制）控制：斩波器通过脉宽调制技术来控制
输出。
脉宽调制是一种通过改变脉冲的宽度来调制信号的技术。
在这个上下文中，脉冲的宽度通常与控制电机的占空比有关。
3.控制占空比：二象限直流斩波器根据需要调整输出脉冲的占空比，即高电平的持续时间与周期的比例。
占空比的变化直接影响到输出电压的大小。
4.输出到电机：调制后的信号被传递到电机，影响电机的电压和电流。
通过调整占空比，可以实现对电机转速和扭矩的控制。
5.反馈控制：为了实现闭环控制，系统通常会包括反馈机制，例如电流或速度的反馈。
反馈信息被用于调整脉宽调制的参数，以确保电机输出符合期望值。
6.正反转控制：通过适当地设置占空比，可以实现电机的正反转。
这是通过调整输入信号的相位来实现的。
总体而言，二象限直流斩波器的工作原理涉及到通过改变脉宽调制信号的占空比来控制电机的输出。
这种控制方式使得直流电机可以在不同速度和方向上运行，为许多应用提供了高度灵活的控制。
升压型直流斩波电路输出电压高于电源电压的原因
升压型直流斩波电路是一种将输入的直流电压转换为输出的脉冲电压，且输出电压高于输入电源电压的电路。
这种情况通常是通过变压器、电感和电容等元件组成的。
以下是升压型直流斩波电路输出电压高于电源电压的一种常见情况：
1. 原理解释：
升压型直流斩波电路利用了电感的储能和释能特性以及开关元件的控制来实现输出电压高于电源电压。
这是通过以下过程实现的：
储能阶段：在一个时间段内，电感储存了输入电源电压的能量。
释能阶段：开关元件被打开，电感释放储存的能量，导致电流减小，并产生了一个电磁感应电动势，使得输出电压超过输入电源电压。
2. 开关控制：
升压型直流斩波电路通常包括一个开关元件（如开关管、晶闸管等），通过控制开关元件的导通和关断，可以改变电感储能和释能的过程，从而实现输出电压高于电源电压的效果。
升压型直流斩波电路的实现涉及复杂的电路设计和控制策略。
电路中的元件参数、开关频率、控制方法等都会影响电路的工作性能。
因此，在设计和应用过程中需要充分考虑各种因素，以确保电路的稳定性和效率。
直流斩波器工作原理
直流斩波器工作原理直流斩波器是一种电子设备，用于将直流电源转换为可变频率和可变幅值的交流电源。
其工作原理是通过控制开关管的开关时间，实现对直流电源输出波形的控制。
直流斩波器主要由开关管、电感、电容和控制电路组成。
开关管是直流斩波器的核心元件，其能够控制电源的导通和断开，从而控制电源的输出波形。
首先，当开关管导通时，直流电源的电流通过电感和电容，使得电感储存电能，并形成一个电流变化的斩波模式。
此时，电容器会从电感中获得电能，并储存起来。
而开关管的导通时间决定了电容器获得电能的周期，即输出波形的频率。
然后，在开关管截止时，电感和电容组成的回路会产生一个反电动势，使电容器中的电能释放，并驱动负载电路。
负载电路的特性决定了直流斩波器输出电压的幅值，而开关管的开关时间则决定了输出电压的占空比。
接着，通过控制电路对开关管进行控制，可以实现直流斩波器输出波形的调节。
通常使用脉宽调制（PWM）技术作为控制方法，即通过改变开关管的导通和截止时间来调节输出波形的频率和幅值。
在脉宽调制技术中，控制电路会根据输入信号的要求，调整开关管开关的时间。
如果输入信号需要较高的频率，则控制电路会减小开关管的导通时间，从而提高输出波形的频率。
如果输入信号需要较大的幅值，则控制电路会增加开关管的导通时间，以增加输出波形的幅值。
最后，通过这种方式，直流斩波器能够将直流电源转换为可变频率和可变幅值的交流电源，并将其提供给负载电路。
由于输出波形的可调性，直流斩波器在许多电力电子应用中得到广泛应用，如直流电机驱动、变频调速、电力转换等领域。
总结起来，直流斩波器的工作原理是通过控制开关管的开关时间，实现对直流电源输出波形的控制。
通过改变开关管的导通和截止时间，直流斩波器可以实现输出电压的频率和幅值调节。
这种电子设备具有广泛的应用领域，为实现各种电力电子系统的性能优化提供了有力的支持。
第5章---直流斩波电路
降压斩波电路 （Buck Chopper)
电路构造
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 旳反 电动 势
经典用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。
5.1.1
工作原理
降压斩波电路
V
L io R
E
iG
VD uo
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。
高； 6. 直流电源采用不可控三相整流时，电网功率因数高。
5.2.3 多相多重斩波电路
➢ 基本概念 多相多重斩波电路
在电源和负载之间接入多种 构造相同旳基本斩波电路而
构成
相数 重数
一种控制周期 中电源侧旳电
流脉波数
负载电流脉波数
5.2.3 多相多重斩波电路
3相3重降压斩波电路
电路构造：相当于由3个 降压斩波电路单元并联 而成。
t2
E
+
M EM
-
t
t
t t t
O
EM
t
c) 电流断续时旳波形
图5-1 降压斩波电路得原理图及波形
5.1.1 降压斩波电路
数量关系
电流连续
负载电压平均值：
Uo
ton ton toff
E ton T
E E
（5-1）
ton——V通旳时间 toff——V断旳时间 a--导通占空比
负载电流平均值：
5.2.1 电流可逆斩波电路
电路构造
V1和VD1构成降压斩波电路，电动机 为电动运营，工作于第1象限。
V2和VD2构成升压斩波电路，电动机 作再生制动运营，工作于第2象限。 uo
直流斩波电路工作原理分析
直流斩波电路工作原理分析直流斩波电路的主要是实现直流电能的变换，对直流电的电压或电流进行控制。
按照输入电压与输出电压之间的关系，可以分为六种不同的形式，分别为降压斩波电路（BUCK ）、升压斩波电路（BOOST ）、升降压斩波电路（BUCK-BOOST ）、Cuk 斩波电路、Sepic 斩波电路和Zeta 斩波电路。
下面分别对它们的工作原理进行简单的介绍。
一．降压斩波电路降压斩波（BUCK ）电路的拓扑结构图如1-1所示。
U io图1-1 BUCK 电路拓扑结构分析在开关器件导通和关断时，电路的动态工作过程。
图1-1中实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示器件关断时的续流回路。
在续流过程中，根据电感中的电流的不同分为，电感电流连续（CCM ）和断续（DCM ）两种情况。
由此可以得到降压斩波电路的动态工作过程如图1-2所示。
U ioa) S 导通时等效电路oCob) S 关断，i L ≠0时等效电路c) S 关断，i L =0时等效电路图1-2 BUCK 电路动态工作过程在工作过程中，驱动信号以及电感上的电压和电流波形如图1-2所示。
u Su Li Li La) 电感电流连续时波形b) 电感电流断续时波形图1-3 BUCK 电路的工作原理图由电感器件的伏秒平衡原理，可以得出在电流连续和断续两种情况下，BUCK 斩波电路的输出电压。
a) 电感电流连续时，有()(1)0i o o U U D U D ---= （1-1）化简可得o i U DU = （1-2）b) 电感电流断续时，有1()0i o o U U D U --∆= （1-3）化简可得1o i DU U D =+∆ （1-4） 由此可以看出，电感电流断续情况下的输出电压更高。
二．升压斩波电路升压斩波（BOOST ）电路的拓扑结构如图2-1所示。
U iLo图2-1 BOOST 电路拓扑结构在图2-1中，实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示开关器件关断时的回路，由此可以得到升压斩波电路的动态工作过程如图2-2所示。
直流斩波器的作用
一、概述电力电子电路的基本作用是进行电能的变换与控制，即将一定形式的输入电能变换成另外一种形式的电能输出，从而满足不同负载的要求。
电能的形式可以分为交流和直流两种类型，因此根据输入、输出的不同形式，可将电力电子电路分为四大类型，即AC－DC变换器、DC－AC变换器、DC－DC变换器、AC－AC变换器，本章主要介绍其中的DC－DC 变换器，有时也称为直流斩波器。
直流斩波器的作用直流斩波器是一种把一定形式的直流电压变换成负载所需的直流电压的变流装置。
它通过周期性地快速开通、关断，把输入电压斩成一系列的脉冲电压，改变脉冲列的脉冲宽度或频率可以调节输出电压的平均值，因此直流斩波器的基本作用是进行直流电压的变换，即调压作用。
直流斩波器除了可以调节直流电压外，还可以进行调阻和调磁。
由直流斩波器和一个固定电阻相并联，通过直流斩波器的斩波作用，可以调节并联等效电阻的阻值，这一过程称为调阻。
若将直流斩波器串联在电机的励磁回路中，通过斩波作用调节励磁电流，从而调节电机的磁场大小，这一过程称为调磁。
因此，直流斩波器具有调压、调阻和调磁的作用。
直流斩波器的应用领域由于直流斩波器具有调压、调磁等作用，因此它的应用领域之一是直流电机的调速。
直流电机的转速取决于电枢电压及磁场的大小，通过直流斩波器的调压作用，可以调节电机的电枢电压，达到调速的目的。
另外，通过直流斩波器的调磁作用，可以调节电机的磁场及励磁电流，也可以达到调速的目的。
直流电机调速在地铁、城市无轨电车、电动汽车等运输车辆上得到了广泛的应用。
直流斩波器的另一应用领域是直流供电电源。
在各种应用场合中，不同用电设备所需要的直流供电电压的等级不同，采用直流斩波器可以将单一的、不稳定的直流输入电压变换成负载所需要的稳定的、不同电压等级的直流供电电压，因为直流斩波器工作在开关状态，因此这种类型的直流供电电源也称为开关电源。
开关电源在计算机、通信等各个领域也得到了广泛的应用。
另外，由于直流斩波器的工作方式是把输入直流电压斩波成为高频脉冲电压，将此脉冲电压通过高频变压器隔离后再进行滤波，可以得到与输入电压相互隔离的直流输出电压，从而使直流斩波器应用在输入、输出之间需要隔离的场合中。
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直流斩波器工作原理
直流斩波器(D.C. Chopper)又称为截波器，它是将电压值固定的直流电，转换为电压值可变的直流电源装置，是一种直流对直流的转换器(DC to DC Converter)已被被广泛使用，如直流电机之速度控制、交换式电源供应器(Switching-Power-Supply)等。
二.基本原理
直流斩波器乃利用功率组件对固定电压之电源做适当之切割以达成负载端电压改变之目的。
若其输出电压较输入之电源电压低，则称为降压式(Buck )直流斩波器，若其输出电压较输入之电源电压高，则称为升压式(Boost)直流斩波器；如图1(a)所示为直流斩波器基本电路图，图1(b)所示为负载电压波形，可看出当直流斩波器导通(Ton)时，负载端之电压Vo等于电源电压Vs，当直流斩波器截止(Toff)时，负载端之电压Vo为0，如此适当的控制直流斩波器可使直流电源断续的出现在负载测，只要控制直流斩波器的导通时间，即
图1.1直流斩波器基本原理
可改变负载的平均电压。
由图1.1(b)可看出输出电压之峰值等于电源电压Vs，而输出电压之平均值Vo 随Ton之时间而变。
而最常见之改变方式为
1.周期T固定，导通时间Ton改变，称脉波宽度调变(Pulse-width Modulation PWM)。
2.导通时间Ton固定，周期T改变，称频率调变(Frequency Modulation FM)。
3.周期T及导通时间Ton 同时改变，即波宽调变及频率调变混合使用。
在实际应用中，因直流斩波器常需在负载端接上滤波电感及滤波电容，若频率改变过大对电感及电容影响大，因此
多数采用脉波宽度调变。
直流斩波器依负载电压及负载电流极性来区分可分为下列三种︰
1. 单象限直流斩波器。
2. 两象限直流斩波器。
3. 四象限直流斩波器。
如图1.2(a)所示为单象限直流斩波器示意图，其负载电压及负载电流皆为正；如图1.2(b)所示负载电压为正，负载电流有正有负称两象限直流斩波器；若负载电压有正有负，负载电流亦有正有负，称四象限直流斩波器如图1.2(c)所示。
本系统可依接线方式改变，达成上述三种直流斩波器。
图1.2三种基本直流斩波器
三.模块说明
A. 直流电源供应器及设定单元请参考本公司电力电子实习手册。
B.直流PWM产生器EM5202-2C
主要功能在产生PWM控制信号，所需之工作电源为±15V。
1. 命令电压由I/P端输入，为0~10V(单象限)，或-10V~+10V(四象限控制)。
2. 三角波产生器：由频率选择开关可以选择1KHZ、10KHZ、15KHZ，而波型选择开关可选择三角波之大小，单象限控制时命令电压为0~10V，故选择大小为0- 10V之三角波，在四象限控制时命令电压为
-10V~+10V，故选择大小为-10V~+10V之三角波。
3. 反向器：将输入命令电压反向，在单象限控制时没有作用。
4. 比较器：将命令电压与三角波信号相比较，便可得到输出脉波宽度随命令电压改变之PWM信号，单象限控制时PWM信号输出只接S1，四象限控制时PWM信号有两个S1及S3。
5. 在四象限控制时当命令电压为正时，S1信号责任周期大于50%，S3 信号责任周期小于50%，两组信号互补但两者间有相位差，反之当命令电压为负时，S1信号责任周期小于50%，S3信号责任周期大于50%。
图3直流PWM产生器说明图
C.四组IGBT驱动器EM5202-2D
主要功能在将输入控制信号放大以驱动IGBT。
1. 所需之控制电源为110VAC。
2. 控制信号为TTL位准由S1及S3输入，经反相及延迟控制S1产生T1及T2控制信号，S3产生T3及T4控制信号，上下臂间之DEAD-TIME约为3us，在单象限控制时只有T1 IGBT触发导通，此时应将信号选择开关应切到T1 ONLY。
3. 四组控制信号送入电流限制器，当直流侧(DC BUS)电流过大，IDC输出变大，电流限制器动作LED亮，此时控制信号无法通过，IGBT暂时关闭，待输出电流下降后，IGBT又正常动作。
4. 为使控制信号及高压之电源电路完全隔离，将控制信号先经光耦合电路隔
离再送入驱动器，便可以达成。
5. 隔离后之控制信号，经放大后驱动IGBT。
6. 本系统提供一个霍尔电流传感器以方便使用者量测，输出为0.4V/A，表示当电流为1A时传感器输出电压为0.4V。
7. 负载输出有三个端子，单象限控制只有T1动作，故输出端为L+及O/P1，四象限控制时输出端为O/P1及O/P2。