电力电子技术第五章总结_六种基本斩波电路对比
电力电子技术-全书总结
电力电子技术Βιβλιοθήκη 结第七章要点： 掌握软开关的基本概念（硬开关、软开关、零电压开 关和零电流开关）； 重点掌握零电压开关准谐振电路、谐振直流环、移相 全桥型零电压开关PWM电路和零电压转换PWM电路的工作 原理。 第八章要点： 理解间接交流变流电路的工作原理、应用；理解间接 直流变流电路的类型、电路结构及应用。
电力电子技术总结
第三章要点： 重点掌握各种基本斩波电路的工作原理、输入输出关 系、电路解析方法、工作特点。 第四章要点： 重点掌握交流—交流变流电路的分类及其基本概念； 单相、三相交流调压电路的电路构成、工作原理分析，以 及单相电路在电阻负载和阻感负载时计算方法； 重点掌握交流调功电路和交流电力电子开关的基本概 念；理解晶闸管相位控制交交变频电路的电路构成、工作 原理和输入输出特性。
电力电子技术总结
第一章要点： 掌握各种主要电力电子器件的基本结构、工作原理、 基本特性和主要参数等，理解电力电子器件的驱动和保护 电路的作用。 第二章要点： 重点掌握电力电子电路按分段线性电路进行分析的基本 思想、单相整流电路和三相整流电路的原理分析与计算、各 种负载对整流电路工作情况的影响； 可控整流电路的有源逆变工作状态，重点掌握产生有源 逆变的条件、三相可控整流电路有源逆变工作状态的分析计 算、逆变失败及最小逆变角的限制等。
电力电子技术总结
第五章要点： 掌握换流的概念以及换流方式的分类； 重点掌握单相和三相电压型逆变电路的主要特点、原 理分析和计算；理解单相和三相电流型逆变电路的主要特 点、原理分析。 第六章要点： 重点掌握PWM控制的基本原理；单相桥式PWM逆变电 路中单极性和双极性控制方法分析。 重点掌握异步调制和同步调制的概念，规则采样法的概 念。 理解单相PWM整流电路的工作原理和控制方法分析。
电力电子技术基础课件：DCDC变换——斩波器
Ton
Ton
V0 =
Vs =
Vs = DVs
✓ 负载电压平均值为：
Ton Toff
Ts
✓ 负载电流平均值为：
V0 - Em
I0 =
R
② 当电流断续时
负载电压平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情况。
DC/DC变换——斩波器
2、降压斩波电路
iS
_
+ vL
V
iL
例题3-1
L
io
VG
如图所示的降压斩波电路，已知Vs=200V，R=10Ω，
vL
ic
VG
V
解：由于C值、L值极大，故负载电流连续，所以输出电压平均值为：
Ts
40
Vo =
Vs =
50= 133.3 (V )
Toff
40 25
输出电流平均值为：
V0
133.3
Io =
=
= 6.67 (A)
R
20
io
+
C
R
Vo
电力电子技术
DC/DC变换——斩波器
➢ 1. 概述
➢ 2. 基本斩波电路 -- 升压斩波电路的典型应用
升压斩波电路（Boost电路）
✓
升降压斩波电路
✓
Sepic电路
✓
Cuk电路
iS
+
vL
R
C
iVD
_
VD
io
iC
VG
Vo
Buck电路
L
VS
✓
VD
VS
V
+
C
Zeta电路
Boost电路
电力电子技术 第五章直流斩波 优质课件
二、连续导电模式
1、波形分析
稳态时，Vo基本恒定， IC=0，UL=0， I0=ID ， Id=IL
VG
(a)
t
TS vL
Vd
(Vd )
(b)
t
iL
TS
(Vd Vo )
忽略电路损耗，Pd=Po，即： (c) 0
(IL Id )
t
UdId=UoIo
i d ton
toff
(d) 0
t
iD
第 5章
直流变换器(DC-DC变换器 )
概述
1、直流电压的调节方式
（1）线性调节方式 通过与负载相串联的线
性元件来调节电压
损耗大、效率低
（2）开关调节方式
通过电子开关的闭 合/断开来调节电压
+
Vd
-
voi
Vo R(负载) (a)
Vd
0
Vo
t
ton
toff
TS
1 fs
(b)
图5.1 纯电阻负载的降压变换器电路图
+
UC1 UL2 C
S
-
R Uo
+
+ + L1 - +
UC1 -
Ud
UL1
S
-
- L2 + UL2 C
-
R Uo
+
（a）T导通
（b）T截止
图5.17 连续导电模式下丘克变换器等效电路图
二、连续导电模式
1、波形分析
稳态时， UC1 、Uo基本恒定，IC1=0， IC2=0， UL1=0， UL2=0
U o ton D U d Ts
电力电子技术-5.1直流斩波
z EM E e ( 1 T1/ E M T TR ) (1 ) T / I 20 e e ) , (1z z R R e 1 R L
上式代入
[t 1,T]
I I 20 I10
E R
1 e
di 1 E EM t / t / L (1 / 0 t t1 i1 EIM10 eRi 1) T E E ME , T(1 Me E M) (1 ) T / E E E M I 10 e e e e dt I R d R R R R 0 T 0 . 5 T I I max R T di 2 ) i 1 ( 0 ) t / I 10 , M ( Ed ( 1 ) T / E L / RE ( t t 1 ) / t 1 E L Ri 2 Ee(1 e0M, (te1 ),) 20 i1 ( t 1 ) M t I T e e e 1 + Ii10 (1 I 20 ) 2 R R dt RR EM T RT T T
输出电压平均值为： ton E (T ton t x ) EM Uo T 负载电流平均值为：
1 (1 m)e t x ln m
电流断续时的波形
t2
t
tx<toff
e 1 m e 1
ton t x 1 m E T
1
t1
5.1.1 降压斩波的工作原理 输出电压平均值 Ua u 0 dt
T
0
t1 T
E ft 1 E E
电力电子技术---第五章
5.2.2
升压斩波器
图5-6（a）所示为升压斩波器电路，其输出电压平均值Ud将超过电源电压U
5.2.2
升压斩波器
工作模式2
工作模式1
5.2.2
升压斩波器
5.1 直流斩波电路的工作原理
最基本的直流斩波器原理电路如图5-1所示，控制 开关器件的通断时间比就可以在输出端得到不同电压的 直流电。
图5-1
直流斩波器原理电路
5.1 直流斩波电路的工作原理
直流斩波器的控制方式：
5.1.1 时间比控制方式
1、脉冲宽度控制（也称定频调宽式PWM） 2、脉冲频率控制（也称定宽调频式PFM） 3、脉冲混合控制（即同时改变τ 和f） 5.1.2 瞬时值和平均值控制
在线圈N1上感应出来的电压数值U1为：
N1 U1 E N3
5.5.1
单管传输型变流电路
U 0 DU 2 D E K
（5-11）
在变流电路工作的一个周期中，输出电压U0的平均值为：
选择合适的变压器变比K，控制开关管的占空比D， 就可以得到所需范围的输出直流电压值。 单管传输型变流电路结构简单，控制方便，可以把 电路的工作频率做得较高，减小变压器的体积和重量。 缺点是整流变压器TR只能外加单方向的电压，铁心只能 单方向磁化，因此变压器的利用率较低；另外输出电流 脉动较大，使得滤波器容量也较大。所以单管传输型变 流电路只能用于容量较小的间接直流变流电路中。
受占空比D的控制；斩波电路工作时的电压、电流波形
见图5-10（b）所示。
5.2.4
交流调压电路和直流斩波电路
电路的基本原理和应用
交流调压电路的基本原理
通过控制交流电源的相位或幅值，实现对交流负载的电压调 节。在电力系统中，交流调压电路常用于无功补偿、调节电 压幅值等。
直流斩波电路的基本原理
通过快速地开断和闭合开关，将恒定的直流电源电压斩切成 一系列的脉冲电压，再通过滤波电路得到平均值可调的直流 电压。在电动汽车、不间断电源等领域，直流斩波电路被广 泛应用于电池管理、能量回收等。
交流调压电路的原理
通过改变交流电源的 电压幅度，实现对交 流负载电压的控制。
通过改变交流电源的 频率，实现对交流负 载功率的控制。
通过改变交流电源的 相位，实现对交流负 载电流的控制。
交流调压电路的分类
1 2
相控式交流调压电路
通过控制开关元件的通断时间，实现对交流电压 的调节。
斩控式交流调压电路
总结
04
交流调压电路和直流斩波电路的重要性
高效能源转换
交流调压电路和直流斩波电路在电力电子领域中发挥着关键作用， 能够实现高效能源转换，降低能源损失。
灵活控制
这两种电路能够实现对电压、电流和功率的快速、精确控制，满 足各种不同的应用需求。
节能环保
通过优化能源转换和控制方式，交流调压电路和直流斩波电路有 助于实现节能减排，推动绿色环保发展。
01
通过周期性地开启和关闭开关，将恒定的直流电源电压斩成一 系列的脉冲电压。
02
通过改变开关的开启和关闭时间，可以调节输出电压的平均值。
斩波电路的基本工作原理是利用快速开关元件，将输入的直流
03
电压斩成幅值可变的脉冲电压序列。
直流斩波电路的分类
降压斩波电路
用于降低电源电压，常用于电机速度控制和电池充电。
电力电子技术_第五章：直流斩波
4、本章将讨论直直变换器的工作原理和稳态工作 、本章将讨论直直变换器的工作原理和 工作原理 特性，在分析过程中基于如下几点假设： 特性，在分析过程中基于如下几点假设：
电路中的开关管、二极管均为理想器件； 电路中的开关管、二极管均为理想器件； 电路中的电感、电容均为理想器件； 电路中的电感、电容均为理想器件； 直流输入电源为理想的恒压电源； 直流输入电源为理想的恒压电源； 输出电压的纹波远小于输出平均电压。 输出电压的纹波远小于输出平均电压。
ห้องสมุดไป่ตู้
5.4 丘克变换器（CUK变换器） 丘克变换器（ 变换器）
5.5 多象限直流变换器 5.6 多相多重直直变换器 5.7 带隔离变压器的直直变换器 5.8 直流斩波器的控制方式
5. 4 丘克变换器（CUK变换器） 丘克变换器（ 变换器）
一、 电路结构与工作原理 1、电路结构 、
L1、C1为能量传递元件； 为能量传递元件； L2、C2为滤波元件
C
vo=Vo
-
R(负载)
voi
V d 0
(a)
滤波电容
Vo
t
ton
TS = 1 fs
toff
(b)
图5.2 降压变换器电路图及电压波形图
是否连续， 视iL是否连续，可分为连续导电模式和不连续导电模式
二、连续导电模式
V G
1、波形分析 、
稳态时， 基本恒定， 稳态时，Uo基本恒定，IC=0， ， UL=0，Io=IL ， 忽略电路损耗， 忽略电路损耗，Pd=Po，即： UdId=UoIo
不连续图519连续电流与间断电流的临界条件025050075100025050075100常数lblblbobob1波形分析与连续导电模式相同本章内容本章内容51降压变换器buck变换器52升压变换器boost变换器53升降压变换器buckboost变换器5454丘克变换器丘克变换器cukcuk变换器变换器55多象限直流变换器56多相多重直直变换器57带隔离变压器的直直变换器58直流斩波器的控制方式丘克变换器丘克变换器cukcuk变换器变换器电路结构与工作原理1电路结构图516丘克变换器电路拓扑一电路结构与工作原理一电路结构与工作原理续充电il1增大l2增大l1下降负载由ll2下降l1是否连续可分为连续导电模式和不连续导电模式图517连续导电模式下丘克变换器等效电路图二连续导电模式二连续导电模式1波形分析稳态时基本恒定ic1l2二连续导电模式二连续导电模式续图524连续导电模式各点波形图图525不连续导电模式各点波形图二连续导电模式二连续导电模式续
电力电子资料第五章
载波
3）直流PWM控制方式：用ug对直流变换电路开关 器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等 的脉冲，如果这些脉冲的频率不变而宽度变化，经过 滤波器后就能得到大小可调的直流电压。 调节直流调制信号ur的大小，就可以改变PWM波脉冲 的宽度。 载波 调制信号
图3.7.1 PWM波形
1 、双极性电压开关PWM控制方式 开关原理：
软开关技术
• 降低开关损耗和开关噪声。
• 进一步提高开关频率。
1. 软开关及其特点
1、硬开关：
1）定义： 开关器件在其端电压不为零时开通（硬开通） ，在其电流不 为零时关断（硬关断），硬开通、硬关断统称为硬开关。 • 2）特点： • 开关的开通和关断过程伴随着电压和电流的剧烈变化。 • 产生较大的开关损耗和开关噪声。
第二节 直流斩波器基本电路
一、降压（Buck）变换电路
滤波电容 滤波电感
输入直 流电压
负载
续流二极管
导通期间（ton）：电力开关
器件导通，电感蓄能，二极管 D反偏。等效电路如图 (b)所 示 ； 器件断开，电感释能，二极管 D导通续流。等效电路如 (c) 所示；
关断期间（toff）：电力开关
由波形图(b)可以计算出输出电 压的平均值为：
总结：电感电流连续时Boost变换器的工作分为两 个阶段:
① T导通时为电感L储 能阶段，此时电源不向 负载提供能量，负载靠 储于电容C的能量维待 工作。 ② T阻断时，电源和 电感共同向负载供电， 同时给电容 C充电。
三、升降压（Buck-Boost）变换电路
1) 概述：
升降压变换电路（又称Buck-boost电路）的输出电压 平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电 压极性相反，其电路原理图如图所示。 它主要用于要求输出与输入电压反相，其值可大于 或小于输入电压的直流稳压电源。
第五章电力电子技术(DCDC)
总结：
受限单极性方式无论电动机正转还是 反转，都只有一只开关管处于PWM控制方 式，既减小了开关损耗又降低了上下桥臂 同时导通的机会，运行最可靠，应用最多。 缺点：负载较轻时，电动机电流小，出 现断续情况，负载平均电压提高，电动机转 速升高，机械特性变软。
5.5 带隔离变压器的DC/DC变换电路
2、双极性斩波控制
使K1、K4和K2、K3成对按照PWM控制方 式交替导通，并且使K1、K2和K3、K4的导通 状态互补，避免电源短路。 四种工作模式： ① 斩波电路输出正向电压，负载电流为正 ② 斩波电路输出反向电压，负载电流为正 ③ 斩波电路输出反向电压，负载电流为负 ④ 斩波电路输出正向电压，负载电流为负
5.4.1 电流可逆斩波电路 斩波电路的电压极性保持不变，电流既可正 又可负。——以斩波电路为直流电动机供电 为例介绍(半桥电路)。
电流可逆斩波电路可等效为降压斩波电路和 升压斩波电路的互补叠加
电路的三种工作方式：
电路总是运行于降压斩波状态，直流电动机 工作于第一象限的电动运行状态。 ——参见降压斩波电路 电路总是运行于升压斩波状态，直流电动机 工作于第二象限的再升制动状态。 ——参见升压斩波电路 在一个周期内，电路在降压斩波和升压斩波 两种状态之间交替工作。
DC/DC变换电路 1、基本DC/DC变换电路—— 降压、升压、升降压斩波电路和可逆斩波 电路； 2、带隔离变压器的DC/DC变换电路； 3、输出低电压的同步整流电路； 4、分布式电源。 DC/DC变换电路的特点： 1、负载侧并联电容或电势负载——稳定电压； 2、转换电路特别是升压电路中需要利用电感储 能。 3、对电阻性负载串联电感（恒流源）稳定电压。
51直流降压斩波电路buck电路负载电流连续vt导通与关断时的等效电路负载电流断续52直流升压斩波电路boost电路vt导通与关断时的等效电路53直流升降压斩波电路531升降压斩波电路buckboostchopper升降压斩波电路输入输出波形vt导通与关断时的等效电路532cuk斩波电路vt导通与关断时的等效电路及电流通路533sepic斩波电路和zeta斩波电路sepic斩波电路vt导通与关断时的等效电路及电流通路zeta斩波电路vt导通与关断时的等效电路及电流通路54可逆斩波电路几个概念
电力电子技术I-实验1-直流斩波电路
电力电子技术I-实验1-直流斩波电路-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII实验报告课程名称：电力电子技术指导老师：马皓成绩：__________________实验名称：直流斩波电路的研究实验类型：_________________同组学生姓名：___________一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1、熟悉六种直流斩波电路（Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、Sepic、Zeta）的工作原理与特点；2、掌握六种直流斩波电路在负载电流连续工作时的工作状态以及负载波形。
二、实验内容1、分别按照六种直流斩波电路的结构分别连接对应的试验电路；2、分别观察六种不同直流斩波电路在电路不同占空比的PWN波时的工作情况，并记录负载电压，与理论值进行比较，分析实验结果。
三、主要实验设备与仪器1、MPE-I电力电子探究性实验平台2、NMCL-22H直流斩波电路3、NMCL-22H-CK直流斩波电路插卡4、NMCL-50数字直流表5、示波器四、实验线路1、Buck chopper降压斩波电路（1）将PWN波形发生器的占空比调节电位器左旋到底（使占空比最小），输出端“VG-T”端接到斩波电路中IGBT管VT的”G“端，将PWN的”地“接到斩波电路中IGBT的”E“端，按照下图接成Buck chopper斩波器；（2）检查电路无误后，闭合电源开关，用示波器观察PWN输出波形，调节PWN触发器的电位器RP1，即改变触发脉冲的占空比记录占空比10%~80%实际负载电压，观察PWN占空比分别为10%、50%、80%下的负载电压波形。
2、Boost chopper升压斩波电路（1）按照下图接成Boost chopper电路，电感电容任选，负载电阻为R；（2）参照Buck chopper斩波电路，改变触发脉冲的占空比记录占空比10%~80%实际负载电压；（3）观察PWN占空比分别为10%、50%、80%下的负载电压波形。
电力电子技术 第5章 直流-直流变流电路
当V 断开时，二极管正偏导通，电感储能和电源 断开时，二极管正偏导通， 一起经二极管给电容充电，同时也向负载提供能量， 一起经二极管给电容充电，同时也向负载提供能量， 电感电流i 逐渐减小。 电感电流iL逐渐减小。
L
L
VD
iL ,i1 ,i
E
iC
io = I o
iL ,i1 ,i
E
iD
uC
iC
C
io = I o
E R
toff
T
开关的导通时间与开关周期之比 定义为斩波器的占空比： 定义为斩波器的占空比：
t α = on T
t
ton
toff
0
αT
t
图5.1 基本的降压斩波 电路及其波形
在斩波电路中，输入电压是固定不变的， 在斩波电路中，输入电压是固定不变的，通过调节 开关的开通时间与关断时间，即调节占空比， 开关的开通时间与关断时间，即调节占空比，即可控 制输出电压的平均值。 制输出电压的平均值。 斩波器的控制方式通常有三种： 斩波器的控制方式通常有三种：
uo , U o
R
在t = 0 时刻驱动V导通，在ton导通期间内，电感L中有电流通 时刻驱动V导通， 导通期间内，电感L 电流按指数曲线缓慢上升， 时刻， 关断， 过，电流按指数曲线缓慢上升，t = t1时刻，V关断，负载电流 经续流管VD续流 负载电流呈指数曲线下降。 续流， 经续流管VD续流，负载电流呈指数曲线下降。 回路串接电感的大小直接关系到负载电流连续与否，下面对 回路串接电感的大小直接关系到负载电流连续与否， 负载电流连续工作模式进行讨论。 负载电流连续工作模式进行讨论。
1.电路结构 1.电路结构
iD VD
L
电力电子技术应用技术之直流斩波电路
•
强中自有强中手，莫向人前满自夸。 —《警 世通言 》2020 年8月上 午7时6 分20.8. 1307:0 6August 13, 2020
•
没有口水与汗水，就没有成功的泪水 。。202 0年8月 13日星 期四7 时6分35 秒07:0 6:3513 August 2020
•
细节的不等式意味着1%的错误会导致 100%的 错误。 。上午 7时6分 35秒上 午7时6 分07:0 6:3520. 8.13
一、时间比控制方式
1）脉冲宽度控制也称定频调宽式。此方式电力电子器件的通断频率 （通断周期Ｔ）一定，调节脉冲宽度τ，τ值在0～T之间变化，负载电压在 0～U之间变化。
2）脉冲频率控制也称定宽调频式。此方式脉冲宽度τ一定，改变电 力电子器件通断频率ƒ，ƒ=1／T。ƒ增加Ｔ减小使Ｔ＝τ时电路全导通， ud＝U；ƒ下降周期Ｔ增大时，ud减小。
谢谢各位！
1．直流斩波器工作原理 VT1为斩波器主晶闸管，VT2为斩波器辅晶闸管，Ｃ和L1组成振荡电
路，与ＶＤ1 、ＶＤ2、L2组成VT1管的换流关断电路。
脉冲宽度控制直流斩波电路工作过程
2．主电路中各元件的作用 ＶＤ0：防止直流斩波器被加上反向电压。 ＴＰ：由霍尔元件组成的电流变换器。 电阻ＲＴ和晶闸管ＶＴ3组成削磁回路，目的在于进一步提高车速。
•
我不能说我不珍视这些荣誉，并且我 承认它 很有价 值，不 过我却 从来不 曾为追 求这些 荣誉而 工作。 。20.8.1 307:06: 3507:0 6Aug-2 013-Aug -20
•
自觉心是进步之母，自贱心是堕落之 源，故 自觉心 不可无 ，自贱 心不可 有。。0 7:06:35 07:06:3 507:06 Thursda y, August 13, 2020
电力电子技术第5章 直流-直流变换电路
5.2 单管非隔离直流斩波器
5.2.1、降压式直流斩波电路
1、电路结构
电路中的VT采用IGBT；VD起续流作用，在VT关断时为 电感L储能提供续流通路；L为能量传递电感，C为滤波电 容，R为负载；Us为输入直流电压，U0为输出直流电压。
is
VT
- + UL
iL
L
iD
Us
VD
i0 + u0
CR
toff≥1，故负载上的输出电压U0高于电路输入电压Us，
该变换电路称为升压式斩波电路。
5.2.3 升降压式直流斩波电路
1、电路的结构
该电路的结构是储能电感L与负载R并联，续流二 极管VD反向串接在储能电感与负载之间。
iT VT
iD
iL +
uL
Us
L
-
VD
-
-
uC
u0
C
R
+ +
图5-9 升-降(压a)式斩波电路及工作波形
2、工作原理
2）在VT关断时，储能电感L两端电势极性变成左 负右正，VD转为正偏，电感L与电源Us叠加共同向 电容C充电，向负载R供能。如果VT的关断时间为
toff，则此时间内电感电压为 (U o U S ) 。
图5-8 Boost变换器电流连续工作模式波形图
3、基本数量关系
根据电感电压的伏秒平衡特性
图5-5 电流连续工作模式波形图
3、基本数量关系
根据电感电压的伏秒平衡特性 T
ton
T
uLdt uLdt uLdt 0
0
0
ton
设输出电压平均值为U0，则在稳态时，上式可以表达为：
电力电子技术总结
1
1.1 电力电子与信息电子
电子技术
信息电子技术
电力电子技术
模拟电子技术
数字电子技术
电力电子技术——使用电力电子 器件对电能进行变换和控制的技 术，即 应用于电力领域的电子技术。
信息电子技术——信息处理 电力电子技术——电力变换
电子技术一般即指信息 电子技术，广义而言，也包 括电力电子技术。
特点——用栅极电压来控制漏极电流
驱动电路简单，需要的驱动功率小。 开关速度快，工作频率高。 热稳定性优于GTR。 电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW 的电力电子装置 。
21
1.4.3 电力场效应晶体管
1）电力MOSFET的结构和工作原理
电力MOSFET的种类
按导电沟道可分为P沟道和N沟道。 耗尽型——当栅极电压为零时漏源极之间就存在导 电沟道。 增强型——对于N（P）沟道器件，栅极电压大于 （小于）零时才存在导电沟道。 电力MOSFET主要是N沟道增强型。
0 i
d
e)
0
q
讨论负载阻抗角j、触发
u VT
2p
wt
wt +
wt
wt
f)
角、晶闸管导通角θ的 0
wt
关系。
图2-2 带阻感负载的 单相半波电路及其波形
27
2续.流1二.1极管单相半波可控整流电路 a) 当u2过零变负时，VDR导通，
ud为零，VT承受反压关断。
u2
b)
L储存的能量保证了电流id在
DATASHEET 1
17
1.4.1 门极可关断晶闸管
1）GTO的结构和工作原理
– 结构：
直流斩波电路的性能研究_5
目录一、buck斩波电路工作原理 (1)二、硬件调试 (3)2.1、电源电路 (3)2.1.1 工作原理： (3)2.2 buck斩波电路 (5)2.3、控制电路 (6)2.4、驱动电路 (7)2.5 过压保护电路 (9)2.5.1 主电路器件保护 (9)2.5.2 负载过压保护 (9)2.5.3 过流保护电路 (10)2.6 元器件列表 (12)三、总结 (12)四、参考文献 (13)一、buck斩波电路工作原理直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流-直流变换器（DC/DC Converter）。
直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，不包括直流-交流-直流的情况。
习惯上，DC-DC变换器包括以上两种情况。
直流斩波电路的种类较多，包括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。
一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，理解了这两种电路可为理解其他的电路打下基础。
利用不同的基本斩波电路进行组合，可构成复合斩波电路，如电流可逆斩波电路、桥式可逆斩波电路等。
利用相同结构的基本斩波电路进行组合，可构成多相多重斩波电路。
直流斩波电路广泛应用于直流传动和开关电源领域，是电力电子领域的热点。
全控型器件选择绝缘栅双极晶体管（IGBT）综合了GTR和电力MOSFET 的优点，具有良好的特性。
目前已取代了原来GTR和一部分电力MOSFET的市场，应用领域迅速扩展，成为中小功率电力电子设备的主导器件。
所以，此课程设计选题为：设计使用全控型器件为电力MOSFET的降压斩波电路。
主要讨论电源电路、降压斩波主电路、控制电路、驱动电路和保护电路的原理与设计。
1.1主电路工作原理图1.1 BUCK斩波电路电路图直流降压斩波主电路使用一个Power MOSFET IRF640N控制导通。
[汇总]升降压斩波电路
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升降压斩波电路（摘要：本文阐述的六种基本的斩波电路中的最基本的两种——降压斩波电路和升压斩波电路，以及它们的仿真接线图及其仿真波形。
关键字：升降压斩波matlab仿真1、降压斩波电路1）工作原理图中V的栅极电压波形如图3所示，在t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压u0=E,负载电流i0按指数曲线上升。
当t=t1时刻，控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压u0近似为零，负载电流呈指数曲线下降。
至一个周期结束，再驱动V导通，重复上一个周期的过程。
2）仿真接线图3）描绘波形指令subplot(3,1,1);plot(a.time,a.signals(1).values)title('输出电流')subplot(3,1,2);plot(a.time,a.signals(2).values)title('输出电压')subplot(3,1,3);plot(a.time,a.signals(3).values)title('触发脉冲')4）仿真波形0.010.020.030.040.050.060.070.08-2024输出电流00.010.020.030.040.050.060.070.08-505输出电压00.010.020.030.040.050.060.070.08012脉冲信号2、升压斩波电路1）工作原理当可控开关V 处于通态时，电源E 向电感L 充电，充电电流基本恒定为I1，同时电容C 上的电压向负载R 供电。
因C 值很大，基本保持输出电压u0为恒值，记为U0。
当电路工作在稳态时，一个周期T 中电感L 积蓄的能量与释放的能量相等。
2）仿真接线图3）描绘波形指令同1中3）。
4）仿真波形0.10.20.30.40.50.60.70.80.91-1000100200输出电流00.10.20.30.40.50.60.70.80.910100200输出电压00.10.20.30.40.50.60.70.80.91012触发脉冲3、总结直流斩波电路的种类较多，包括六种基本斩波电路：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。
西安交通大学电力电子技术考题05及答案
西安交通大学电力电子技术考题05及答案成绩西安交通大学考试题考试科目电力电子技术考试日期 20年 3月 20日报考专业姓名考号一、填空（30分）1．（3分）电力电子学是由① 、②、③三个学科交叉而形成的。
2.（6分）按照输入输出电能形式不同，电力变换电路可分为四大类，分别是① 、②、③、④，广泛使用的间接式变频电路可看作是由⑤ 和⑥组合而成。
3．（6分）在如下电力电子器件： SCR、GTO、IGBT、MOSFET中，按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，属于双极型器件的是① ，属于单极型器件的是② ，属于复合型器件的是③ ，工作频率最高的是④ 。
按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间有效信号的波形，属于电平驱动的是⑤ 。
属于电流驱动型全控器件的是⑥ 。
4．（4分）电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为①，随负载加重Ud逐渐趋近于②，通常设计时，应取RC≥③T，此时输出电压为Ud≈④。
(设T为交流电周期，U2为电电压有效值)5．（2分）从电路输出的合成方式来看，多重逆变电路有串联多重和并联多重两种方式。
电压型逆变电路多用①多重方式；电流型逆变电路多采用②多重方式。
6．（5分）在6种基本斩波电路中，可控制输入电流连续的3种电路分别是：① ，② ，③ 。
在这6种电路中，输出电压可被控制为输入电压2倍的电路有④ 种，输出电压与输入电压极性相同的有⑤ 种。
7．（3分）单相调压电路带电阻负载，其导通控制角α的移相范围为①，随α的增大，输出电压②（增大？减小？）,功率因数③（增大？减小？）。
8．（1分）在PWM控制电路中，根据载波比变化情况，可将PWM调制方式分为两种方式，其中，可用于控制消除输出波形中特定次谐波成分的调制方式是：① 。
二、简答（45分）1．（5分）晶闸管导通的条件是什么？维持晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？2．（6分）逆变器换流按照交替桥臂方向可分为哪两种？三相电压型桥式逆变电路和三相电流型桥式逆变电路分别属于那种方向的换流的方式？为什么？3.（5分）正激电路如下图1所示。
直流斩波电路性能研究实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除直流斩波电路性能研究实验报告篇一：电力电子实验报告直流斩波电路的性能研究实验五直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）一、实验目的(1)熟悉直流斩波电路的工作原理。
(2)熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。
(3)了解pwm控制与驱动电路的原理及其常用的集成芯片。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理1、主电路①、降压斩波电路(buckchopper)降压斩波电路(buckchopper)的原理图及工作波形如图4-12所示。
图中V为全控型器件，选用IgbT。
D为续流二极管。
由图4-12b中V的栅极电压波形uge可知，当V处于通态时，电源ui向负载供电，uD=ui。
当V处于断态时，负载电流经二极管D续流，电压uD近似为零，至一个周期T结束，再驱动V导通，重复上一周期的过程。
负载电压的平均值为：uo式中ton为V处于通态的时间，toff为V处于断态的时间，T为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=ton/T)。
由此可知，输出到负载的电压平均值uo最大为ui，若减小占空比α，则uo随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。
tontuionu??auiton?toffTiuicegugetTtofft+L1c1+uo-uDuouiVuD-tt-(b)波形图图4-12降压斩波电路的原理图及波形(boostchopper)(boostchopper)的原理图及工作波形如图4-13所示。
电路也使用一个全控型器件V。
由图4-13b中V的栅极电压波形uge可知，当V处于通态时，电源ui向电感L1充电，充电电流基本恒定为I1,同时电容c1上的电压向负载供电，因c1值很大，基本保持输出电压uo为105恒值。
设V处于通态的时间为ton，此阶段电感L1上积蓄的能量为uiI1ton。
当V处于断态时ui和L1共同向电容c1充电，并向负载提供能量。
设V处于断态的时间为toff，则在此期间电感L1释放的能量为(uo-ui)I1ton。