斩波电路
斩波电路
3.1 基本斩波电路重点：最基本的2种——降压斩波电路和升压斩波电路。
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3-1中E m 所示 工作原理，两个阶段✧ ✧ t =0时V 导通，E 向负载供电，u o =E ，i o 按指数曲线上升✧ ✧ t =t 1时V 关断，i o 经VD 续流，u o 近似为零，i o 呈指数曲线下降 ✧ ✧ 为使i o 连续且脉动小，通常使L 值较大E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 数量关系电流连续时，负载电压平均值EE Tt E t t t U on offon on o α==+=（3-1）α 导通占空比，简称占空比或导通比U o 最大为E ，减小α，U o 随之减小 降压斩波电路。
也称为Bu c k 变换器（Bu c k Co n v e r t e r ）。
负载电流平均值RE U I mo o -=（3-2）电流断续时，u o 平均值会被抬高，一般不希望出现 斩波电路三种控制方式（1）脉冲宽度调制（P W M ）或脉冲调宽型——T 不变，调节t o n （2）频率调制或调频型——t o n 不变，改变T （3）混合型——t o n 和T 都可调，使占空比改变 其中P W M 控制方式应用最多基于“分段线性”的思想，可对降压斩波电路进行解析3.1.2 升压斩波电路1. 升压斩波电路的基本原理R图3-2 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 值、C 值很大✧ ✧ V 通时，E 向L 充电，充电电流恒为I 1，同时C 的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压u o 为恒值，记为U o 。
设V 通的时间为t o n ，此阶段L 上积蓄的能量为E I 1t o n✧ ✧ V 断时，E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。
第三章 直流斩波电路
u1正半周：V1导通输出电压，V1关断时，V3 续流；
u1负半周：V2导通；V2关断 时，V4续流。 可通过改变占空比α调节输出电压的大小。
通过谐波分析可知，电源电流中不含有低次 谐波，只含有和开关周期T成反比的高次谐波， 这些高次谐波用很小的滤波器即可滤除。电路的 功率因数接近1。
4．1．2 三相交流调压电路
这种电路常用于电炉的温度控制等时间常数很 大的负载中，以周期为单位进行控制足够了。 当晶闸管导通时刻是正弦波的起始点时，在电 源电压接通期间，负载电压是正弦波，没有谐 波污染。
4．2．2 交流电力电子开关
把反并联的晶闸管串入交流电路中起 接通和断开电路的作用，这就是交流电力 电子开关。其作用是代替电路中的机械开 关。
以交流电的周期（2π）为单位来控 制晶闸管的通断，从而调节输出平均功率 的电路，称为交流调功电路。
设控制周期为M，晶闸管在前N个周期导通， 后M-N个周期关断。
当M=3、N=2时的电路波形如图4-13所示。
调功电路和调压电路的电路形式完全相同，只 是控制方式不同。因其直接调节对象是电路的 平均输出功率，所以被称作交流调功电路。
1）T不变，调节ton，称为脉冲宽度调制，简称PWM； 2） ton不变，改变T，称为频率调制或调频型； 3） ton和T 都调节，称为混合型。 其中第一种方式使用最多。
3．1．2 升压斩波电路
1、工作原理：
当V导通时，E向L补充电能，充电电流为I1，C向负载R 供电，u0基本恒定。 当V阻断时，E和L共同向C充电，并向负载提供能量。
S U1I 0 U1 2
α的移项范围为0°——180°。
2、阻感负载
若把α=0点仍定在电源电压的零点，显然， 阻感负载下稳态时α的移项范围应为 φ<=α<=π。其中负载的阻抗角为φ，负载电 流应滞后于电源电压u1φ角度。在用晶闸管控制 时，很显然只能进行滞后控制，使负载电流更为 滞后，而无法使其超前。
斩波电路
图6-1 直流变换系统的结构图
第一节 降压式斩波变换电路
一、基本斩波器的工作原理
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6-2 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。
Q交替通断，在负载上就可得到方 波电压。
图6-10 升压式斩波电路的电压与电流波形
6.2 升压式斩波电路
I O max
T UO 0.074 L
ILB和Io可用它们的最大值表示：
I LB 4k (1 k ) I LB max
IO
27 k (1 k ) 2 I O max 4
如果负载电流平均值降到低于Io，那么电流将由连续导 通变为不连续导通的工作模式。
6.2 升压式斩波电路
三、电流不连续导通的工作模式
第六章 直流斩波变换电路
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6-1所示:
6.1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ降压式斩波变换电路
四、输出电压纹波 斩波电路的输出端所接电容不可能无穷大，输出电压含 有脉动成分，如图6-8波形所示。在连续导通工作模式中， 假定iL中的谐波分量通过电容器短路，其直流分量流过负 载电阻。图中阴影部分表示由电容C存贮并释放的电荷 ΔQ。 Q 1 1 I L T I L . T 纹波电压的峰－峰值ΔUO： U O
斩波电路原理
斩波电路原理一、斩波电路概述斩波电路是一种将直流电转换为交流电的电路，通常用于交流电机驱动、逆变器等应用中。
其原理是通过周期性地开关导通和断开，使直流电源经过一个高频变压器的变换，输出具有一定频率和幅值的交流电。
二、斩波电路分类1. 单极性斩波电路：只有一个半桥开关管或全桥开关管，在负载两端产生单向脉冲。
2. 双极性斩波电路：有两个半桥开关管或全桥开关管，在负载两端产生双向脉冲。
三、单极性斩波电路原理单极性斩波电路主要由直流源、半桥开关管、高频变压器和输出滤波器四部分组成。
其中直流源提供稳定的直流输入，半桥开关管控制输入信号的导通和断开，高频变压器将输入信号变换成具有一定频率和幅值的交流信号，输出滤波器则对交流信号进行平滑处理。
1. 直流源直流源通常使用整流桥将市区或三相交流转换为稳定的直流电源，直流电压的大小取决于所选用的整流桥和滤波器。
2. 半桥开关管半桥开关管通常由一个N沟道MOSFET管和一个二极管组成。
当N 沟道MOSFET导通时，二极管截止；当N沟道MOSFET截止时，二极管导通。
通过控制N沟道MOSFET的导通和截止，可以实现直流信号的周期性开关。
3. 高频变压器高频变压器是斩波电路中最重要的部分之一。
它通过将输入信号变换为具有一定频率和幅值的交流信号，实现了直流到交流的转换。
高频变压器通常由磁芯、一些绕组和辅助元件组成。
4. 输出滤波器输出滤波器主要用于对交流信号进行平滑处理，去除其残留的脉冲噪声和杂散波形。
输出滤波器通常由电感、电容等元件组成。
四、双极性斩波电路原理双极性斩波电路与单极性斩波电路类似，只不过在半桥开关管上增加了一个相同结构相反的开关管。
这样，当一个开关管导通时，另一个开关管截止，从而在负载两端产生双向脉冲。
五、斩波电路优缺点1. 优点：(1) 斩波电路可以将直流电源转换为交流电源，用于驱动交流负载。
(2) 斩波电路具有高效率、高速度和可靠性等优点。
(3) 斩波电路可以实现输出电压和频率的调节。
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。
第五章 交流调压电路与斩波电路
。
交流调压与斩波电路 压力检测方法及仪表
19
（2） 电感性负载的功率因数角为
arctan wL
R arctan 2.3 2.3 4
最小控制角为
min
4
故控制角的范围为 π/4≤α≤π。
最大电流发生在 αmin=φ=π/4处，负载电流为正弦波，其 有效值为
Io Uo R (wL)
交流调压与斩波电路 压力检测方法及仪表
1
•
基本方式：
交流电力 控制电路 只改变电压,电流 或控制电路的通 断,而不改变频率 的电路。
交流调压电路 相位控制
在每半个周波内通过对晶闸管开通相位 的控制，调节输出电压有效值的电路。
交流调功电路 通断控制
以交流电的周期为单位控制晶闸管的 通断，改变通态周期数和断态周期数的 比，调节输出功率平均值的电路。
2 1 2 2
阻抗角
9
交流调压与斩波电路 压力检测方法及仪表
因为ω t＝α ＋θ 时，io＝0。将此条件代入式
2U io [sin(wt ) sin( )e tan ] Z
可求得导通角θ 与控制角α 、负载阻抗角φ 之间的定量关系表达式为
tan
wt
sin( ) sin( )e
交流调压与斩波电路 压力检测方法及仪表
12
VT1
3) 当α ＜φ 时，导通角θ ＞π 。 电源接通后，在电源的正半周，若先触发VT1，
若采用窄脉冲触发:若触发脉冲的宽度小于a+θ -(a+π )=θ -π 时，
当VT1的电流下降为零关断时，VT2的门极脉冲已经消失，VT2无法导通。 到了下个周期，VT1又被触发导通重复上一周期的工作，
三相三重斩波电路
三相三重斩波电路介绍三相三重斩波电路是一种常用于电力系统中的电力电子装置，用于改变交流电压的形态和频率。
它的主要作用是通过将输入的交流电信号进行相位和频率变换，以实现不同电力系统之间的能量传递和适应各种电气设备的工作需求。
本文将详细介绍三相三重斩波电路的原理、结构和应用。
原理三重斩波三重斩波是指将输入的交流电信号分别在时间、频率和相位上进行斩波变换。
其中，时间斩波用于改变电压的有效值；频率斩波用于改变电压的频率；相位斩波用于改变电压的相位角。
三重斩波的核心思想是通过斩波变换来实现对输入电压的控制和调节，从而满足不同电力系统的需要。
斩波电路斩波电路由多个电力电子器件（如晶闸管、可控硅等）组成，可根据实际需求调整器件数量和类型。
常见的斩波电路包括单相半桥斩波电路、单相全桥斩波电路、三相半桥斩波电路和三相全桥斩波电路等。
其中，三相三重斩波电路是一种效果较好且使用广泛的斩波电路。
它由三相桥式整流电路、三相桥式逆变电路和三相电感滤波器组成，通过合理控制和调节这些电路的工作方式和参数，可实现对交流电压的斩波变换。
结构三相桥式整流电路三相桥式整流电路用于将输入的三相交流电转换为变流器所需的直流电。
它由六个电力电子器件组成，分为两组三相半桥，每组由两个晶闸管和两个二极管组成。
通过控制晶闸管的导通和关断，可将交流电信号转换为直流电信号。
三相桥式逆变电路三相桥式逆变电路用于将直流电转换为三相交流电，供给负载端。
它与三相桥式整流电路类似，也由六个电力电子器件组成，分为两组三相半桥。
通过控制晶闸管的导通和关断，逆变电路可以实现对直流电的逆变，将其转换为所需的交流电。
三相电感滤波器三相电感滤波器用于滤除逆变电路中可能存在的高频噪声和谐波，确保输出电压的纯净度和稳定性。
它由三个电感和电容组成，通过合理选择它们的参数，可实现对电流和电压的滤波功能。
应用三相三重斩波电路广泛应用于各种电力系统和电气设备中，具体应用领域包括：•电力变换与变频调速系统：用于电力系统中的变频调速装置，可实现对电机等负载的频率和转速调节。
斩波电路
图24 升压斩波器
采用电压反馈控制使得该升压斩波器能 够输出较稳定的直流电压，调节电阻R8 可以在一定范围内调节输出电压值，这 些都使本电路具有很强的实用性。注意， 输出电压的最大值受限于导通比和 MOSFET、 二 极 管 D2 和 电 容 C2 的 击 穿 电压。
5.3 带反电势负载的降压斩波电路
(3) 电流临界连续时io下降段的数
eTon / 1 E eTs / 1 U d
I max(ton )
Ud R
E
(1 e ton / )
学表达式
E [1 e(tton ) / ] U d
E
(1 eton /
)e (tton ) /
（三）电感电流断续时的工作情况
R
R
（1）断流时刻
在上述临界连续条件下，每周期的初始时 刻，电流都是从零开始的。在电路参数不 变的情况下，若保持临界时ton不变，仅增 加斩波周期Ts，电流将出现断流，且这时 电流在流通期内的波形与上述临界连续时 的波形是完全一致的，所以可以利用电流 临界连续时io下降段的数学表达式来求取断
直流斩波电路
1 概述 用斩波器斩切直流的基本思想是：如 果改变开关的动作频率，或改变直流电 流接通和断开的时间比例，就可以改变 加到负载上的电压、电流平均值。
逆变-整流型DC-DC变换器由逆变和整流两 个功率变换环节共同构成
1.1 DC-DC功率变换电路
将一个直流电压变换成为另一个直 流电压，被称为DC-DC的功率变 换。
图13 单极性PWM信号的产生
(a) 信号产生电路 （b）、（c）波形
图13产生的PWM信号是一种单一极性的脉 冲信号，当被用来控制一个单极性的斩波器 时，斩波器的输出电压将与这个PWM信号
mosfet降压斩波电路 (纯电阻负载)介绍
mosfet降压斩波电路 (纯电阻负载)介绍MOSFET降压斩波电路是一种常用的直流电源控制电路，在纯电阻负载方面被广泛应用。
下面将从以下几个方面进行介绍。
一、电路原理MOSFET降压斩波电路是通过MOSFET管的导通和截止来实现直流电压的控制。
当MOSFET管导通时，电流通过MOSFET管和负载形成一个电压降，从而将原直流电压降低；当MOSFET管截止时，负载中的电流就会被磁场感应电压带回直流电源中，这就实现了负载电流的轻松控制。
二、电路特点MOSFET降压斩波电路具有很多优点，如可靠性高、速度快等，但其中最重要的是其高效率和稳定性。
其高效率使其可以大幅降低功耗，提高设备的运行效率。
而稳定性则可以保证电路在各种应用场合下都能稳定地工作。
三、电路实现MOSFET降压斩波电路的实现可以分为以下几个环节：1.设计合适的MOSFET管：选用合适的MOSFET管可以实现电路的高效率和稳定性。
2.设计适当的电压控制电路：电压控制电路的设计要适应负载电流的变化，从而实现电路的高效率控制。
3.设计合适的滤波电路：滤波电路可以减少输出电压的纹波，从而保证输出电压的稳定性。
4.安装合适的保护电路：保护电路可以避免电路在过载、短路等情况下受到损坏。
四、实际应用MOSFET降压斩波电路在工业和家庭应用中都有广泛的应用。
例如，在电子设备中，MOSFET降压斩波电路可以控制设备的输出电压，这可以在电路工作时减少电能的浪费，提高电能的利用效率。
另外，MOSFET 降压斩波电路还可以应用于太阳能、风能等新型能源的发电电路中，提高发电的效率和稳定性。
总之，MOSFET降压斩波电路是一种有效的直流电源控制电路，在纯电阻负载方面被广泛应用。
其高效率和稳定性使其成为电子设备和新型能源应用等领域中不可替代的关键技术。
简述斩波电路的控制方式
简述斩波电路的控制方式【知识专栏】深度解析斩波电路的控制方式导语：斩波电路作为一种常用的电路拓扑结构，在电力电子领域具有广泛的应用。
本文将深入探讨斩波电路的控制方式，从简述到详细解析，帮助读者全面了解该主题。
一、斩波电路的基本原理斩波电路是一种电压型逆变器，通过将直流电源转换为交流电源，广泛应用于交流驱动、逆变器和电力传输系统等领域。
在斩波电路中，控制方式起着至关重要的作用，决定着电路的性能和稳定性。
控制方式主要包括PWM控制和SVPWM控制两种。
二、PWM控制方式PWM控制方式是最为常见的斩波电路控制方式之一。
它通过改变开关器件的导通和断开时间，将输出波形近似于一个脉宽可变的方波。
PWM控制方式具有设计灵活、成本较低的优点，同时能够有效控制输出电压的幅值和频率。
1. PWM控制方式的基本原理PWM控制方式通过控制电路中开关器件的导通时间和断开时间，使得输出电压在合适的时间周期内达到理想的波形。
以单相全桥逆变器为例，通过控制开关管的导通和断开，实现对输出电压的控制。
当开关管导通时，电源电压将通过滤波电感传递给负载；当开关管断开时，电路通过反向二极管形成回路，继续将能量传递给负载。
2. PWM控制方式的特点和应用PWM控制方式具有输出信号质量高、谐波含量低、可调节性好等特点，广泛应用于交流电机调速、电动车充电器和太阳能逆变器等领域。
通过合理选择调制波形和PWM信号频率，可以达到高效能转换和低功率损耗的目的。
三、SVPWM控制方式SVPWM控制方式是近年来发展起来的一种高级控制技术。
与传统的PWM控制方式相比，SVPWM控制方式在电压波形质量和动态响应方面具有更好的性能。
SVPWM控制方式通过对电流、电压的矢量处理，实现对输出电压的精确控制。
1. SVPWM控制方式的基本原理SVPWM控制方式通过在线旋转坐标系下的矢量控制，将三相交流电压拆分为两个独立的正弦波信号，然后根据控制目标生成逆变器的调制信号。
直流斩波电路
0 uL d t 0
V处于通态
uL = E
E ton Uo toff
V处于断态
uL = - uo
所以输出电压为： U o
ton toff
E ton T ton
E 1
E
升降压斩波电路和Cuk斩波电路
结论
当0<a <1/2时为降压，当1/2<a <1时为升压，故称作升
降压斩波电路。也有称之为buck-boost 变换器。
US
U0
L diL dt
L I ton
t=t1时刻，驱动V关断，在时间内， 电路工作于模式2。VD承受正向 电压而导通，电感L释放储能， 电感电流经VD续流，并呈指数规 律下降。电容C上旳电流为电感 电流与负载电流之差。假如L和C 参数选择合适，负载R上旳电流 基本维持不变，
U0
L
diL dt
L I T ton
因为L和C数值合适时，负载电流维持为Io不变 电源只在V处于通态时提供能量，为 UsIoton 在整个周期T中，负载消耗旳能量为 RIo2T
一周期中，忽视损耗，则电源提供旳能量与负载消耗旳能量相等。
Us Ioton RIo2T
Us I1 Uo Io Uo Io
Io
U s
R
I1
U0
ton
T
t on T
△U
ton
0
T
开通 关断
t
i
0 t
图6.5 平均控制方式波形
3、时间比与瞬时值混合控制方式
此种控制方式是前面两种控制方式旳结合，合用于要求电 流（或电压）按时间比喻式输出，同步又要求控制输出电 流（或电压）瞬时值旳场合。
6.2 基本斩波电路
什么是斩波电路有什么作用
什么是斩波电路有什么作用斩波电路是一种用于电子设备中的电路，它的作用是稳定电压信号，提供平稳的电源供电。
一、斩波电路的定义和原理斩波电路是一种能够将交流信号转变为直流信号的电路。
它通常由二极管、电容和电感等元件构成。
二、斩波电路的作用1. 稳定电压信号：斩波电路通过将交流信号转换为直流信号，可以消除电压峰值的波动，从而稳定供电。
这对于电子设备的正常工作非常重要，可以避免电压过高或过低对设备造成损害。
2. 滤波：斩波电路通过电容和电感等元件，可以滤除电源中的高频噪声信号，使供电更加纯净和稳定，减少可能对设备造成的干扰。
这在一些对信号质量要求较高的设备中尤为重要，如音频放大器和收音机等。
3. 降噪：斩波电路还可以消除电源中的低频噪声信号，提高供电的清晰度和可靠性。
这对于一些要求电源纹波尽可能小的设备非常重要，如计算机和通信设备等。
4. 保护设备：斩波电路在电子设备中还起到了保护作用，它可以阻止过高的电压或电流通过，从而确保设备的安全运行。
斩波电路可以限制传输给设备的电压幅值，防止设备受到高电压冲击而损坏。
5. 节能：斩波电路通过将交流信号转换为直流信号，可以减少电源能耗，提高能源利用效率。
这对于一些对能源消耗要求较高的设备非常重要，如电动车和太阳能系统等。
三、斩波电路的应用领域1. 电子设备：斩波电路广泛应用在各种电子设备中，如电视机、计算机、音响、通信设备等。
它们通过稳定电压信号和滤波功效，确保设备的正常工作和高质量的信号输出。
2. 工业领域：斩波电路在工业自动化和控制系统中也有重要的应用。
它可以稳定电源，防止电力波动对设备造成干扰，提高设备的稳定性和可靠性。
3. 新能源领域：斩波电路在太阳能系统、风能系统等新能源领域中起到关键作用。
它可以将不稳定的交流电转换为稳定的直流电，提供给设备使用。
4. 汽车电子领域：斩波电路在汽车中的电子设备中也有广泛应用。
它可以稳定供电，减小电压峰值的波动，确保汽车电子设备的正常运行。
基本直流斩波电路及工作原理
基本直流斩波电路及工作原理嘿，小朋友们！今天我们来了解一下基本直流斩波电路及其工作原理。
简单来说，直流斩波电路就是可以把一个固定的直流电压变成我们想要的各种不同大小的直流电压的一种电路哦。
那直流斩波电路是怎么工作的呢？我们来想象一下，有一个开关，这个开关可以快速地打开和关闭。
当开关打开的时候，电流就可以从电源通过一个电感和一个负载，然后流回电源，这个时候负载上就会有电压。
当开关关闭的时候呢，电流就不能通过开关了，但是电感里面储存了能量，这个能量会通过一个二极管继续给负载供电，这样负载上还是会有电压。
比如说，我们有一个10 伏的直流电源，我们想要得到一个5 伏的直流电压。
那我们就可以让这个开关快速地打开和关闭。
当开关打开的时间比较长，关闭的时间比较短的时候，负载上得到的电压平均值就会比较高；当开关打开的时间比较短，关闭的时间比较长的时候，负载上得到的电压平均值就会比较低。
通过这样控制开关的打开和关闭时间，我们就可以把10 伏的直流电源变成我们想要的 5 伏直流电压啦！在直流斩波电路中，还有一个很重要的东西，就是电感。
电感就像是一个能量的小仓库，当开关打开的时候，电感会储存能量；当开关关闭的时候，电感就会把储存的能量释放出来，给负载供电。
这样可以让负载上的电流更加平稳，不会一会儿大一会儿小。
还有一个二极管也很重要哦！当开关关闭的时候，二极管就会导通，让电感里的电流能够继续流过负载，保证负载上一直有电压。
基本直流斩波电路就是通过控制开关的打开和关闭时间，来改变负载上得到的电压平均值。
这样我们就可以把一个固定的直流电压变成我们想要的各种不同大小的直流电压啦！是不是很神奇呢？希望小朋友们能大概理解基本直流斩波电路及工作原理，如果还有不清楚的地方，可以随时问老师或者爸爸妈妈哦！。
直流斩波电路
直流斩波电路简介直流斩波电路（DC Chopper）是一种用来控制直流电动机的电路。
它可以为直流电机提供高效的调速和转向控制，因此在工业应用中非常广泛。
直流斩波电路主要由斩波器、控制电路和直流电源组成。
斩波器是控制电动机转速和方向的核心部分，它通过调节输出电压和电流的波形来实现电机的控制。
控制电路则通常采用微处理器或单片机，用来控制斩波器的工作状态和输出信号的频率、幅值和相位。
直流电源则是为整个系统提供电能，以保证电机能够正常运行。
斩波器斩波器是直流斩波电路中最重要的部分，它通常包括一个开关器件和一个电感元件。
开关器件可以是晶闸管、MOSFET管、IGBT管等。
而电感元件则是用来限制输出电流和平滑输出电压波形的。
在斩波器中，当开关器件导通时，电感元件会吸收输入电源中的能量，同时输出电压也会上升。
而当开关器件关断时，电感元件会反向放电，同时输出电压也会下降。
通过改变开关器件的工作状态，我们就可以改变电源的输出电压和电流波形，从而实现对电动机的控制。
控制电路在直流斩波电路中，控制电路主要负责控制斩波器的开关状态。
控制电路通常由微处理器或单片机实现，可以使用PID等算法来控制输出电压和电流的稳定性和响应性。
控制电路同样可以控制输出信号的频率、幅值和相位。
这些信号不仅可以控制电动机的运行状态，还可以用来监测电机的转速和位置，以实现更加精确的控制。
直流电源直流电源是为整个电路提供电能的部分，它的稳定性和可靠性对整个电路的运行非常重要。
在直流斩波电路中，直流电源通常采用整流电路和充电电路的结合，以实现对电池的充电和电机运行的供电。
直流电源的质量也直接影响了斩波器和控制电路的稳定性，因此需要特别注意。
应用直流斩波电路可以应用于各种不同类型的电机控制，包括直流电动机、无刷直流电机和步进电机等。
它的高效能和高精度控制使得它在精密控制和节能降耗等方面具有广泛的应用前景。
除此之外，直流斩波电路还可以应用在光伏逆变器、风力发电机、电子变压器等领域中，以实现对电能的转换和传输。
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
斩波电路原理
斩波电路原理斩波电路是一种常用的电子电路，它的原理和应用在电子技术领域中具有重要意义。
斩波电路是一种用于产生方波信号的电路，它可以将输入的信号波形转换成方波信号输出。
在数字电子技术中，斩波电路被广泛应用于数字信号处理、数字通信、数字显示等领域。
本文将介绍斩波电路的原理和应用。
斩波电路的原理是利用开关管（如晶体管、场效应管等）来对输入信号进行截断，从而产生方波输出。
当输入信号超过一定阈值时，开关管导通，输出为高电平；当输入信号低于一定阈值时，开关管截断，输出为低电平。
通过不断地切换，就可以产生一个近似方波的输出信号。
斩波电路通常由比较器、反馈电路和输出电路组成。
斩波电路的应用非常广泛。
在数字信号处理中，斩波电路可以将模拟信号转换成数字信号，实现模数转换。
在数字通信中，斩波电路可以将数字信号转换成脉冲信号，进行数字调制和解调。
在数字显示中，斩波电路可以将数字信号转换成驱动信号，控制数码管、液晶显示器等显示设备。
此外，斩波电路还可以用于数字逻辑电路中的时序控制、脉冲触发等应用。
斩波电路的设计和应用需要注意一些问题。
首先，斩波电路的阈值电压需要精确匹配输入信号的幅值范围，以确保输出信号的准确性。
其次，斩波电路的响应速度需要满足实际应用的要求，避免出现信号失真或延迟。
最后，斩波电路的抗干扰能力需要考虑，以确保在复杂的电磁环境中正常工作。
总之，斩波电路是一种重要的电子电路，它的原理和应用对于数字电子技术具有重要意义。
通过对斩波电路的深入理解和合理设计，可以实现信号的精确处理和控制，为数字电子技术的发展提供有力支持。
希望本文对斩波电路的原理和应用有所帮助，欢迎交流讨论。
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0
TT
t
定频调宽控制（ PWM）
1、时间比例控制方式
（2）定宽调频控制也称为脉冲频率控制（PFM）。此控制 方式中定宽也就是指斩波电路的开关元件导通时间固定不 变，调频是指通过改变开关元件的通断周期 T来改变导通 比，从而改变输ton ? 常值
0
t
T1
T2
T3
定宽调频控制（PFM）
■间接直流变流电路 ◆在直流变流电路中增加了 交流环节。 ◆在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此也称为直 —交— 直电路。
斩波电路（ DC Chopper ）
将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。 也称为直流--直流变换器（DC/DC Converter）。 一般指直接将直流电变为另一直流电，不包括直 流—交流—直流。
■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 ）。 ◆功能是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，这种情况下输入与输出之间不隔离。 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。
功能：DC
DC ' U=固定值 或U
如何改变直流电压？
1、干电池、蓄电池串联使用；
（低电压、小容量且不连续改变）
2、串入可变电阻调节；
VL ? ?? RL ??E ? RL ? R ?
E
应用：电力机车等
R+ V–L RL
缺点：串电阻损耗大。
3、用大功率开关器件 （SCR、GTO、GTR、 IGBT、 MOSFET）实现低损耗的 DC/DC变换，并能连续调 节。
斩波器的原理
Q
负载RL为理想电阻， Q为开关；
+ iO 分析：
E
uO
–
RL
Q接通，则 Q断开，则
uuOO==0E，，iROL=中0 流。过电流
iO；
ton uO toff
E
UO
波形：
ton --导通时间 toff --关断时间
直流斩波电路采用斩控方式 ，比相控
方式性能更佳，因而应用广泛。
当斩波器带阻感性负载时
电路种类
4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。 复合斩波电路——不同结构基本斩波电路组合。 多相多重斩波电路 ——相同结构 基本斩波电路组合 。
斩波电路(DC Chopper , DC/DC Converter ）
（3）调宽调频混合控制，此种方式是PWM方式和PFM方式的 综合，是指在控制过程中，即既改变电力电子元件的开关周 期T，又改变开关元件的导通时间。
2、 瞬时值和平均值控制方式
（1）瞬时值控制方式
此种控制方式是将 输出电流（或电压）反馈的瞬时值 ，与预先 设定电流（或电压）的上限值和下限值 相比较，如果电流（或 电压）的瞬时值小于电流（或电压）的下限值，就控制斩波电 路的开关元件导通；如果电流（或电压）的瞬时值大于电流 （或电压）的上限值就关断斩波电路的开关元件。
第4章 斩波电路
4.1 斩波电路的工作原理和控制方式 4.2 基本斩波电路 4.3 复合斩波电路和多相多重斩波电路 本章小结
第4章 斩波电路
引言
直流变换问题的提出
直流供电电压一定，而负载 需要不同电压
直流调速：需要可变的直流电压
直流升压：太阳能电池输出电压较低，需要变换到较高 电压再变换为直流
引言
③ C型（复合）斩波器，在B型斩波器的 基础上，若输出电压和电流平均值的极性均可 改变，既能在四象限内工作，如负载电动机能 正、反转地在电动和发电情况下工作。
A型斩波器中能在第一象限工作称为 降压斩波器 ，
能在第二象限工作的为 升压斩波器 。将这两个 A型斩波 器组合在一起既成为 B型斩波器，两个 B斩波器合在一 起即为C型斩波器， 故降压、升压斩波器是基础。
i0
关断 imax
imin 导通
0
t
图4.4 瞬时值控制方式波形
此种控制方式具有瞬时响应快的特点，适宜采用开关频率高的全控型器 件来作为斩波电路的主功率开关元件，并且电流脉动要求愈小，斩波电 路的开关元件的开关频率要求就愈高。
② 通电时间t1不变，而通断周期T可变，称 为调频。
③ t1和T 均可变，称为混合调制
按直流电源与负载进行能量交换的形式分，从原 理上可分为三类：
① A型斩波器， 它只能在单象限工作，此时输出的直 流电压极性不变，电流平均值也只能维持在一个方向
② B型斩波器，能在双象限内工作 ，这里 指输出直流电压的极性不变，电流平均值的极 性可变，既有电源向负载输送能量，又有负载 向电源反送能量的能力。
? U 0
?
1 T
ton 0
U
S
dt
?
ton T
?U S
?
?
.U S
-
u0
US
ton
(a)
t off
式中? ? t on T ，称为导通占空比， 0
简称为占空比或导通比。改变
i0
占空比，即可改变输出到负载R
上的直流平均电压 。
0
T (b)
u0
R
t t
图4.1 斩波原理电路及波形 (a) 电路原理图 (b)波形图
+
i1
S
Us
U0
-
(a)
u0
t0
t off
0
T
i0
0
i0
i VD VD
i1
0
i VD
0
(b)
图4.2 R-L负载的斩波电路及波形 （a)电路 （b)电流、电压波形
L R
t t t t
若按不同的改变负载两端的直流平均电压 的调制方法分，斩波器有三种工作情况。
① 主开关通断的周期T保持不变，而每次 通电时间 t1可变，称为脉冲调宽。
应用： 控制直流电机的电枢电流或励磁电流调速。
如：电力机车、电动汽车、电梯、机器人的伺服电动机
斩波电路 （DC---DC 变换器）
直接斩波电路 （DC/DC ）
间接斩波电路 （DC--AC--DC ）
4.1 斩波电路的工作原理和控制方式
直流斩波电路的工作原理
+
i1
S
i0
斩波电路输出直流平均电压
US
斩波电路的控制方式
斩波电路的控制方式通常有三种。
1、时间比例控制方式
（1）定频调宽控制也称脉冲宽度调制（PWM）。此控制方 式中，定频也就是指电力电子器件的通断频率（即开关周 期T）一定，调宽是指通过改变斩波电路的开关元件导通 时间来改变导通比，从而改变输出电压的平均值。
U0
T=常值
US
ton
ton