升压斩波电路
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
R
（5-36）
该式表明，以电动机一侧为基准看，可将直流电源电 压看作是被降低到了bE。
3-5
5.1.2 升压斩波电路
如图5-3c，当电枢电流断续时：
当t=0时刻i1=I10=0，令式（5-31）
中I10=0即可求出I20，进而可写出
i2的表达式。
另外，当t=t2时，i2=0，可求得i2持
续的时间tx，即
5.1.2 升压斩波电路
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。
动态演示。
a) 电路图
iGE
0
io
I1
0 b) 波形
图5-2 升压斩波电路及工组波形
3-1
? ton
tx
?
?
ln
Leabharlann Baidu
1 ? me 1? m
?
tx<t0ff
u
o
E
O
t
i
o
i
i
1
2
I
20
O
t
on
tt
t
1
x
2
t
t
off
T
c)
图5-3 用于直流电动机回馈能 量的升压斩波电路及其波形
m
?
1 ? e ? b? 1? e??
--------电流断续的条件
3-6
5.1.2 升压斩波电路
数量关系
设V通态的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为EI1ton
设V断态的时间为toff，则此期间电感L释放能量为?Uo ? E ?I1toff
稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等：
EI1ton ? (U o ? E )I1toff
化简得：U o ?
t on ? t off t off
E?
T t off
E
（5-20） （5-21）
T/toff>1，输出电压高于电源电压，故为升压斩波电路。
T / toff ——升压比；升压比的倒数记作b ，即 b
?
toff T
。
b和a的关系： a ? b ? 1
（5-22）
因此，式（5-21）可表示为 U o
?
1
b
E? 1 E
1? a
（5-25）
3-2
直流电源的电压基本是 恒定的，不必并联电容
O
t
O
t
i
i1
i2
io
I10
I20
I10
i1
i2
I20
O
t on
toff
T
t
O
ton
t1 t x t2
t
toff
T
器。
b)
c)
图5-5 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形
动画演示 。
a ） 电路图 b） 电流连续时 c） 电流断续时
3-4
5.1.2 升压斩波电路
I1 ?
Uo E
Io
?
1
b2
E R
(5-25) (5-26)
3-3
5.1.2 升压斩波电路
2) 升压斩波电路典型应用
一是用于直流电动机传动 二是用作单相功率因数校正（PFC）电路 三是用于其他交直流电源中
用于直流电动机传动
再生制动时把电能回馈
a)
给直流电源。
u
o
E
uo
E
电动机电枢电流连续和 断续两种工作状态。
数量关系
当V处于通态时，设电动机电枢电流为i1，得下式：
L
d i1 dt
?
Ri 1
?
EM
(5-27)
当V处于断态时，设电动机电枢电流为i2，得下式：
L d i2 dt
?
Ri2
?
EM
?
E
（5-29）
当电流连续时，考虑到初始条件，近似L无穷大时电
枢电流的平均值Io，即
Io
?
?m ?
b ?E
R
?
EM
? bE
5.1.2 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
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 ： EI1 ? U o Io 。
（5-24）
与降压斩波电路一样，升压斩波电路可看作直流变压器。
输出电流的平均值Io为：
Io
?
Uo R
?
1
b
E R
电源电流的平均值Io为：
（5-36）
该式表明，以电动机一侧为基准看，可将直流电源电 压看作是被降低到了bE。
3-5
5.1.2 升压斩波电路
如图5-3c，当电枢电流断续时：
当t=0时刻i1=I10=0，令式（5-31）
中I10=0即可求出I20，进而可写出
i2的表达式。
另外，当t=t2时，i2=0，可求得i2持
续的时间tx，即
5.1.2 升压斩波电路
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。
动态演示。
a) 电路图
iGE
0
io
I1
0 b) 波形
图5-2 升压斩波电路及工组波形
3-1
? ton
tx
?
?
ln
Leabharlann Baidu
1 ? me 1? m
?
tx<t0ff
u
o
E
O
t
i
o
i
i
1
2
I
20
O
t
on
tt
t
1
x
2
t
t
off
T
c)
图5-3 用于直流电动机回馈能 量的升压斩波电路及其波形
m
?
1 ? e ? b? 1? e??
--------电流断续的条件
3-6
5.1.2 升压斩波电路
数量关系
设V通态的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为EI1ton
设V断态的时间为toff，则此期间电感L释放能量为?Uo ? E ?I1toff
稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等：
EI1ton ? (U o ? E )I1toff
化简得：U o ?
t on ? t off t off
E?
T t off
E
（5-20） （5-21）
T/toff>1，输出电压高于电源电压，故为升压斩波电路。
T / toff ——升压比；升压比的倒数记作b ，即 b
?
toff T
。
b和a的关系： a ? b ? 1
（5-22）
因此，式（5-21）可表示为 U o
?
1
b
E? 1 E
1? a
（5-25）
3-2
直流电源的电压基本是 恒定的，不必并联电容
O
t
O
t
i
i1
i2
io
I10
I20
I10
i1
i2
I20
O
t on
toff
T
t
O
ton
t1 t x t2
t
toff
T
器。
b)
c)
图5-5 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形
动画演示 。
a ） 电路图 b） 电流连续时 c） 电流断续时
3-4
5.1.2 升压斩波电路
I1 ?
Uo E
Io
?
1
b2
E R
(5-25) (5-26)
3-3
5.1.2 升压斩波电路
2) 升压斩波电路典型应用
一是用于直流电动机传动 二是用作单相功率因数校正（PFC）电路 三是用于其他交直流电源中
用于直流电动机传动
再生制动时把电能回馈
a)
给直流电源。
u
o
E
uo
E
电动机电枢电流连续和 断续两种工作状态。
数量关系
当V处于通态时，设电动机电枢电流为i1，得下式：
L
d i1 dt
?
Ri 1
?
EM
(5-27)
当V处于断态时，设电动机电枢电流为i2，得下式：
L d i2 dt
?
Ri2
?
EM
?
E
（5-29）
当电流连续时，考虑到初始条件，近似L无穷大时电
枢电流的平均值Io，即
Io
?
?m ?
b ?E
R
?
EM
? bE
5.1.2 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
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 ： EI1 ? U o Io 。
（5-24）
与降压斩波电路一样，升压斩波电路可看作直流变压器。
输出电流的平均值Io为：
Io
?
Uo R
?
1
b
E R
电源电流的平均值Io为：