斩波电路
直流斩波电路的性能研究(六种典型线路)
直流斩波电路是一种常用于电力电子器件中的控制电路，用于将直流电源转换成可控的脉冲电压输出，常用于调节、变换和逆变等应用中。
以下是六种典型的直流斩波电路及其性能研究：1. 单元斩波电路：单元斩波电路是最基本的斩波电路，通过单个开关器件（如晶闸管或晶体管）控制输出电压的开关，简单实用。
2. 双元斩波电路：双元斩波电路采用两个开关器件进行控制，可以提高输出电压的精度和稳定性，适用于一定功率范围内的应用。
3. 三元斩波电路：三元斩波电路引入第三个开关器件，通常用于中功率的直流斩波调节电路中，提高了输出波形的质量和稳定性。
4. 逆变斩波电路：逆变斩波电路是将直流输入转换为交流输出的电路，通过斩波技术实现对输出波形的调节和控制，适用于各种逆变器应用。
5. 多电平斩波电路：多电平斩波电路通过控制多个开关器件的状态，实现输出波形的多级调节，提高了输出波形的谐波失真程度和效率。
6. 多电压级斩波电路：多电压级斩波电路结构复杂，但能够实现更高精度的输出电压控制和更低的谐波失真，适用于高要求的功率电子应用。
性能研究包括但不限于以下几个方面：-效率和功率因数：研究直流斩波电路的效率和功率因数，评估其能量转换效率和功率因数对系统整体性能的影响。
-波形质量：分析输出波形的谐波含量、波形失真度等指标，评估直流斩波电路对输出波形的调节和控制能力。
-动态响应特性：研究直流斩波电路的动态响应特性，包括开关速度、响应时间等参数，评估其对系统动态性能的影响。
-稳定性和可靠性：考察直流斩波电路在不同工况下的稳定性和可靠性，包括温度变化、负载变化等条件下的性能表现。
-成本和复杂度：综合考虑直流斩波电路的成本和复杂度，评估其在实际应用中的经济性和可行性。
通过对六种典型直流斩波电路的性能研究，可以全面了解各种电路结构的优缺点，为选择合适的直流斩波电路结构和优化设计提供参考和指导。
斩波电路
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。
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。
直流斩波电路设计
一、设计项目与要求1、输入直流电压U i=60V,R=8Ω；2、输出电压范围为0-100V，试选用合适斩波电路；3、计算占空比α=23%和α=59%时，负载两端输出电压和电流；4、画出α=23%和α=59%时斩波电路的电压电流波形分析图；5、IGBT的工作特性分析。
二、电路原理图设计2.1主电路的设计斩波电路: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/DCConverter)。
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。
升降压斩波斩波电路结构Boost型升降压斩波变换器的特点是输出电压可以低于电源电压，也可以高于电源电压，是将降压斩波和升压斩波电路结合的一种直接变换电路。
主要由功率开关、二极管、储能电感、输出滤波电容等组成。
本次课题是在输入直流电压为60V时，想要输出电压的范围为0-100V，故而要选择的斩波电路应为升降压斩波斩波电路。
图1升降压斩波电路原理图2.2触发电路设计斩波器触发电路由三部分组成，图2为斩波器触发电路的原理图。
第一部分为由幅值比较电路U1和积分电路U2组成一个频率和幅值均可调的锯齿波发生器。
电位器RP1用来调节锯齿波的上下位置，电位器RP2用来调节锯齿波的频率，频率从100到700Hz可调。
由于晶闸管的开关速度及LC振荡频率所限，所以在斩波实验中我们一般选用200Hz这一范围。
第二部分是比较器部分。
比较器U3输入的一路是锯齿波信号，另一路是给定的电平信号，输出为前沿固定后沿可调的方波信号。
改变输入的电平信号的值，则相应改变了输出方波的占空比。
第三部分是比较器产生的方波送到4098双单稳电路U4，单稳电路则在方波的前沿和后沿分别产生两个脉冲，如图4所示，其后沿脉冲随方波的宽度变化而移动，前沿脉冲相位则保持不变，输出的脉冲经三极管放大通过脉冲变压器输出。
将上述两脉冲分别送至主晶闸管及辅助晶闸管，其中方波前沿触发脉冲G1、K1接主晶闸管VT1，而后沿触发脉冲G2、K2接辅助晶闸管VT2。
电力电子技术直流斩波电路
a) Sepic斩波电路
输入输出关系：
b) Zeta斩波电路
Uo
ton toff
E ton T ton
E 1
E图3-6（S3e-p4ic9斩）波电路和Zeta斩波电路
电源电压与输出电压极性相同
23
3.1.4 Sepic斩波电路和 ZeVt处a斩于波通Z态电期e路间t原a，理斩电源波E经电开关路
i
i
1
2
续旳时间tx，即 ton
tx
1 me ln
1 m
I
20
O
t
onttt1来自x2t
t
off
T
c)
tx<t0ff
图3-3 用于直流电动机回馈能 量旳升压斩波电路及其波形
m
1 e b 1 e
--------电流断续旳条件
16
升降压斩波电路和Cuk斩波电路
1）升降压斩波电路 (buck -boost Chopper)
分V处于通态和处于断态 初始条件分电流连续和断续
7
一样能够从能降量传压递斩关系波出发电进路行旳推导 假定L为无穷大，负载电流Io维持不变（详见P101－102） 电源只在V处于通态时提供能量，为 EIoton 在整个周期T中，负载消耗旳能量为 RIo2T EM IoT
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。
V向电感L1贮能。
V关断后，L1－VD－C1构成振
荡回路， L1旳能量转移至C1，
能量全部转移至C1上之后，VD
b) Zeta斩波电路
关断，C1经L2向负载供电。
输入输出关系：
Uo
1
E
图3-6 Sepic斩波电路 和 Zeta斩波电路 （3-50）
buck斩波电路原理
buck斩波电路原理
Buck斩波电路是一种电压降低电路，用于从输入电源提供较
低的输出电压。
它基于PWM（脉宽调制）控制技术，通过周
期性地开关和关闭开关器件来控制输出电压。
Buck斩波电路的原理如下：
1. 输入电源：Buck斩波电路的输入电源通常是直流电源，其
中包括输入电压Vin和输入电流Iin。
2. 开关器件：Buck斩波电路包括一个开关器件，通常是MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）或BJT（双极晶体管）。
该开关器件用于周期性地开关和关闭来控制电压降低。
3. 电感：Buck斩波电路还包括一个电感，用于储存电能并控
制电流。
4. 输出电压：Buck斩波电路的输出电压是通过周期性地开关
和关闭开关器件来控制的。
当开关器件闭合时，电流通过电感，积累电能。
当开关器件打开时，电流不能立即停止，因此通过电容将其平滑成输出电流，并使其从输出端提供给负载。
5. PWM控制：Buck斩波电路通过PWM控制技术来控制开关
器件的工作周期和占空比。
PWM控制器将输入电压与输出电
压进行比较，并根据比较结果调整开关器件的工作周期和占空比，以保持输出电压稳定。
总体而言，Buck斩波电路利用PWM控制技术将输入电压转化为稳定的输出电压。
它适用于许多电源应用，例如电子装置和车辆电子系统。
buck斩波电路
buck斩波电路标题：探究Buck斩波电路的工作原理与应用引言：Buck斩波电路是一种常见的DC-DC转换器电路，被广泛应用于电子设备中。
本文将重点探讨Buck斩波电路的工作原理、基本构成和常见应用，旨在为读者深入了解该电路提供帮助。
第一部分：Buck斩波电路的工作原理Buck斩波电路是一种电源分配电路，通过调整输入电压的占空比来实现输出电压的调整。
它主要由电压源、开关管、电感、二极管和负载组成。
当电源关闭时，电感的磁场将储存能量，当电源打开时，储存的能量将通过负载释放。
通过不断调整开关管的通断时间，可以控制电流在电感和负载之间的流动，从而实现输出电压的调整。
第二部分：Buck斩波电路的基本构成1. 电源：Buck斩波电路的输入电压通常由主电源提供，可以是AC电源的整流输出或者是直流电源。
2. 开关管：Buck斩波电路中常用的开关管有MOSFET和BJT，它们作为主要的开关元件来控制电路的通断。
3. 电感：电感是Buck斩波电路中重要的元件之一，通过储存和释放能量来实现输出电压的调整。
4. 二极管：Buck斩波电路中的二极管起到电流的整流作用，防止电流回流损耗能量。
5. 负载：负载是Buck斩波电路输出的部分，可以是电子设备、电机等。
第三部分：Buck斩波电路的应用1. 电子设备：Buck斩波电路广泛应用于电子设备中，例如手机、电脑、电视等。
它可以将输入电压调整为适合电子设备工作的低电压，保证设备正常工作。
2. 电机驱动：Buck斩波电路常用于电机的驱动电路中。
通过调整输出电压，可以实现对电机的速度和转矩的控制，提高电机的效率和性能。
3. 太阳能电池板：Buck斩波电路在太阳能电池板中的应用也很常见。
它用于将太阳能电池板输出的高电压转换为适合供电的低电压，并实现对电池的充电控制。
4. 汽车电子：Buck斩波电路也被广泛应用于汽车电子系统中。
例如，在汽车的点火系统中，Buck斩波电路用于将汽车电池提供的高电压转换为点火所需的低电压。
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。
斩波电路的工作原理
斩波电路的工作原理介绍斩波电路是一种常见的电路技术，在电子设备和通信系统中得到广泛应用。
它能够实现对信号波形进行控制和修正，从而达到提高系统性能的目的。
本文将详细探讨斩波电路的工作原理及其在实际应用中的作用。
斩波电路的基本原理斩波电路主要通过控制开关管（通常是晶体管或 MOSFET）的导通和截止，改变输入电压的占空比，从而实现对输出电压的控制。
其基本原理是通过高频开关操作，将输入信号转换成连续的短脉冲信号，再经过滤波电路获得所需的输出波形。
斩波电路的工作过程斩波电路主要分为两个阶段：开关操作和滤波处理。
下面将详细介绍每个阶段的工作过程。
1. 开关操作阶段在这个阶段，开关管根据输入信号的波形进行开关操作。
通常情况下，当输入信号为高电平时，开关管导通；当输入信号为低电平时，开关管截止。
这样就能够生成一串短脉冲信号。
2. 滤波处理阶段在开关操作阶段生成的短脉冲信号，需要经过滤波电路进行处理，以获得所需的输出波形。
滤波电路主要作用是去除短脉冲信号中的高频成分，从而得到平滑的输出信号。
斩波电路的优势和应用斩波电路具有以下优势： 1. 可以实现对信号波形的精确控制，能够满足不同应用中的需求。
2. 可以提高功率转换效率，减少能量损耗。
3. 能够降低系统的噪声和干扰。
斩波电路在实际应用中有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：1. 电力系统斩波电路可以用于电力系统中的变流和变频控制，通过调整输入电压的占空比，实现对输出电压的调节，从而满足电力系统对电压和频率的要求。
2. 通信系统斩波电路在通信系统中常用于信号调制和解调，可以提高信号传输的质量和可靠性。
它还可以用于无线电系统中的功率放大和射频信号调制等功能。
3. 汽车电子斩波电路在汽车电子领域中应用广泛，常见的应用包括发动机控制、动力电池管理、照明系统控制等。
通过斩波电路的精确控制，可以提高汽车电子系统的性能和效率。
4. 工业自动化斩波电路在工业自动化控制系统中扮演着重要的角色。
整流逆变斩波四种电路
整流逆变斩波四种电路在我们日常生活中，电流就像水流一样，流淌在我们的设备里，让一切运转得有模有样。
但有时候，我们需要的电流形状和特性并不是那么简单的。
于是，整流、逆变、斩波这些电路就登场了，听上去是不是有点高大上？别担心，今天我们就来聊聊这四种电路，简单明了又不失幽默感，让你轻松搞懂！1. 整流电路整流电路，简单来说，就是把交流电变成直流电的魔法师。
想象一下，如果你有一条河流（交流电），但是你只想要一股平稳的小溪流（直流电），整流电路就来帮你实现这个愿望。
它主要有两种类型：半波整流和全波整流。
1.1 半波整流半波整流就像是一个只工作一半的懒虫，简单得很，只利用交流电的一个方向。
它的电流在一个周期内只“吃”一半，所以输出的电压波形就像是起伏不定的小山丘，虽然简单，但总是让人觉得不够稳定。
不过，它的结构简单，成本低，适合一些对电流要求不高的地方，比如小灯泡啥的。
1.2 全波整流再说说全波整流吧，跟懒虫相比，它就是个拼命三郎，能够充分利用交流电的两种方向。
这样输出的电流就像一条平滑的河流，稳定又持续。
全波整流用的二极管桥式整流器，虽然结构稍微复杂一点，但能给我们提供更好的电流品质，特别适合需要高稳定性电流的设备，比如手机充电器。
2. 逆变电路接下来，让我们把目光转向逆变电路。
这可是个颇具反转戏剧情节的家伙，它的工作就是把直流电“逆转”成交流电。
想象一下，一条笔直的小路（直流电），通过逆变电路，瞬间变成了蜿蜒曲折的大道（交流电），这简直是电流界的魔术啊！2.1 纯正弦波逆变器在逆变电路中，纯正弦波逆变器就像是一位高水平的厨师，做出的“菜”不仅好看还好吃。
它能生成非常接近理想的交流电波形，适合高档设备，比如音响系统、医疗设备等等。
虽然价格有点小贵，但用得安心，真的是物超所值。
2.2 方波逆变器而方波逆变器呢？就像一个小学生的手绘画，简单粗暴，输出的是一系列尖锐的波形。
虽然便宜，但对一些敏感设备可不太友好。
boost和buck斩波电路的工作原理
boost和buck斩波电路的工作原理引言在现代电子设备中，斩波电路是一种常见且重要的电路拓扑结构。
其中，bo os t和bu ck斩波电路是两种广泛应用的类型。
本文将介绍bo os t和b uc k斩波电路的工作原理及其应用领域。
1.斩波电路简介斩波电路是一种通过周期性打开和关闭开关元件，调整信号波形的电路拓扑结构。
它可以实现信号的升压、降压、升压降压、反相和隔离等功能。
在斩波电路中，b o os t和bu ck斩波电路是最常见的两种。
1.1b o o s t斩波电路b o os t斩波电路可以将输入电压升高到输出电压以上。
它的工作原理主要基于电感和电容的储能特性。
当开关元件导通时，电感储存电能；当开关元件截断时，电感释放储存的能量，使电压升高。
bo os t斩波电路通常适用于需要升压的电源系统，如L ED驱动电路和太阳能光伏逆变器等。
1.2b u c k斩波电路b u ck斩波电路可以将输入电压降低到输出电压以下。
它的工作原理也基于电感和电容的储能特性，但与bo o st电路相反。
当开关元件导通时，电感施加反向电压，将输入电压分压到输出电压以下。
bu ck斩波电路广泛应用于需要降压的电源系统，如电动汽车充电器和移动设备充电器等。
2. bo ost斩波电路的工作原理b o os t斩波电路在实现升压的过程中，主要由以下几个部分组成：开关元件、电感、二极管以及输出电容。
2.1开关元件b o os t斩波电路中的开关元件通常为M OSF E T或IG BT。
当开关元件导通时，电感会储存电能，当开关元件截断时，电感会释放储存的能量。
2.2电感电感是b oo st斩波电路中的核心元件之一。
它能够储存电能，并在开关状态改变时释放电能。
通过合理选择电感的参数，可以实现所需的升压倍数。
2.3二极管二极管用于绕过负载电压的反向电流，防止负载电压反向过高。
在b o os t斩波电路中，二极管一般被称为自由轮二极管。
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。
直流斩波电路的三种控制方式
直流斩波电路的三种控制方式
直流斩波电路是一种用于调节直流电源的电路，通过斩波的方式改变电源的输出电压或电流。
以下是直流斩波电路的三种控制方式：
1.脉宽调制（PWM）：
脉宽调制是一种通过调节脉冲宽度来控制输出电压或电流的方法。
在PWM控制下，斩波器按照一定的频率进行开关动作，但每次的脉冲宽度可以变化。
通过改变脉冲宽度，可以调节输出电压或电流的平均值。
PWM控制方式具有简单、易于实现、稳定性高等优点，因此在许多直流电源和电机控制系统中得到广泛应用。
2.频率调制：
频率调制是一种通过改变斩波器的开关频率来调节输出电压或电流的方法。
在频率调制方式下，斩波器的脉冲宽度保持不变，但开关动作的频率可以变化。
通过改变频率，可以调节输出电压或电流的平均值。
频率调制方式具有较低的谐波干扰和较好的动态响应性能，适用于对谐波要求较高或需要快速响应的场合。
3.混合调制：
混合调制是一种同时调节脉冲宽度和开关频率的方式来控制输出电压或电流的方法。
在混合调制方式下，斩波器的脉冲宽度和开关频率都可以变化，因此可以同时调节输出电压或电流的平均值和开关动作的频率。
混合调制方式具有较好的调节范围和灵活性，适用于对输出电压或电流要求较高或需要同时调节多个参数的场合。
以上是直流斩波电路的三种控制方式：脉宽调制（PWM）、频率
调制和混合调制。
不同的控制方式各有优缺点，适用于不同的应用场景。
在实际应用中，应根据具体需求选择合适的控制方式，以达到最佳的控制效果。
斩波电路的原理与应用
斩波电路的原理与应用1. 引言斩波电路是一种用于改善功率变换装置效率的电路，在许多电子装置中得到广泛应用。
本文将介绍斩波电路的原理、工作机制和应用。
2. 斩波电路的原理斩波电路通过控制开关管的导通和截止来实现将输入电压转换为高频脉冲信号。
这种高频脉冲信号可以提供更好的功率传输和能量转换效率。
斩波电路主要由开关管、滤波电容和滤波电感组成。
3. 斩波电路的工作机制斩波电路通过周期性地打开和关闭开关管，将输入电压划分为一系列脉冲信号。
开关管的导通和截止过程会产生能量损耗，但是脉冲信号的高频特性可以减少传输过程中的能量损失。
通过合理的设计和控制，斩波电路可以实现高效的功率变换和能量转换。
4. 斩波电路的应用4.1 斩波电路在直流变换器中的应用直流变换器是一种将直流电压转换为可变直流电压的装置。
斩波电路在直流变换器中的应用可以提供稳定和高效的电能转换。
斩波电路通过控制开关管的开关频率和占空比，可以实现对输出电压的调节和稳定。
4.2 斩波电路在无线通信中的应用斩波电路在无线通信中的应用主要体现在功率放大器的设计中。
功率放大器需要将输入信号放大到一定的功率水平，以便传输到目标接收器。
斩波电路可以将低频的信号转换为高频脉冲信号，提供更高的功率放大效果。
4.3 斩波电路在电动机驱动中的应用斩波电路在电动机驱动中广泛应用。
电动机驱动需要将直流电压转换为交流电压，以便驱动电动机正常运转。
斩波电路可以实现对直流电压的斩波调制，通过控制开关管的导通和截止，将直流电压转换为交流电压，实现对电动机的有效驱动。
5. 斩波电路的优势与局限性5.1 优势•提供高效的功率传输和能量转换效率•可以实现对输入电压的调节和稳定•适用于直流变换器、无线通信和电动机驱动等领域5.2 局限性•斩波电路的设计和控制较为复杂•开关管的导通和截止过程会产生能量损耗•对输入电源要求较高，需要稳定的直流电压源供电6. 总结斩波电路是一种重要的电路结构，提供了高效的功率转换和能量传输方式。
降压斩波电路实验报告
一、实验目的1. 理解降压斩波电路的工作原理，掌握其组成和结构。
2. 掌握降压斩波电路的实验步骤和操作方法。
3. 分析实验数据，验证降压斩波电路的性能和特点。
4. 了解降压斩波电路在实际应用中的意义和作用。
二、实验原理降压斩波电路（Buck Chopper）是一种将输入直流电压转换为输出直流电压的电力电子电路。
其工作原理是利用开关器件（如MOSFET、IGBT等）的导通和截止来控制电感电流的流动，从而实现电压的降低。
当开关器件导通时，电感电流逐渐增加，电感两端电压上升；当开关器件截止时，电感电流逐渐减小，电感两端电压下降。
通过调节开关器件的导通和截止时间（占空比），可以控制输出电压的大小。
三、实验设备与仪器1. 电力电子实验台2. 降压斩波电路实验板3. 示波器4. 万用表5. 信号发生器6. 计算器四、实验步骤1. 按照电路图连接降压斩波电路，注意电路连接正确。
2. 将实验板上的开关器件设置为合适的占空比，启动实验。
3. 使用示波器观察开关器件的栅极电压和电感电流波形，记录数据。
4. 使用万用表测量输入电压、输出电压和电流，记录数据。
5. 改变占空比，重复步骤3和4，观察输出电压的变化。
6. 分析实验数据，验证降压斩波电路的性能和特点。
五、实验数据与分析1. 输入电压为Uin，输出电压为Uout，开关器件的占空比为D。
2. 根据实验数据，计算输出电压Uout与占空比D的关系：Uout = D Uin3. 通过改变占空比D，观察输出电压Uout的变化，验证降压斩波电路的性能。
4. 分析实验数据，总结降压斩波电路的特点：（1）输出电压与占空比成正比，即占空比越大，输出电压越高；（2）输出电压稳定性较好，受输入电压波动的影响较小；（3）开关器件承受较大的电压和电流，需选择合适的器件。
六、实验结论1. 通过本次实验，掌握了降压斩波电路的工作原理和实验步骤。
2. 验证了降压斩波电路的性能和特点，为实际应用提供了理论依据。
实验五 直流斩波电路实验报告
实验五直流斩波电路实验报告一、实验目的1、熟悉直流斩波电路的工作原理。
2、掌握直流斩波电路的基本组成和结构。
3、学会使用实验设备对直流斩波电路进行测试和分析。
4、深入理解斩波电路中占空比与输出电压之间的关系。
二、实验设备1、直流电源2、示波器3、信号发生器4、电阻、电容、电感等电子元件5、数字万用表三、实验原理直流斩波电路是将直流电源电压斩成一系列脉冲电压，通过改变脉冲的宽度或频率来控制输出电压的平均值。
常见的直流斩波电路有降压斩波电路（Buck 电路）、升压斩波电路（Boost 电路）和升降压斩波电路（BuckBoost 电路）等。
以降压斩波电路为例，其工作原理如下：当开关管导通时，电源向负载供电，电感储存能量；当开关管截止时，电感释放能量，二极管续流，维持负载电流连续。
通过调节开关管的导通时间与周期的比值（即占空比 D），可以改变输出电压的平均值。
输出电压的平均值＄U_{o}＄与输入电压＄U_{in}＄的关系为：＄U_{o} ＝ D ＼times U_{in}＄，其中 D 为占空比。
四、实验步骤1、按照实验电路图连接好电路，仔细检查电路连接是否正确，确保无误。
2、调节直流电源，使其输出一个合适的电压值，作为输入电压。
3、设置信号发生器，产生合适的控制信号，控制开关管的导通与截止。
4、用示波器观察输入电压和输出电压的波形，测量并记录其幅值、频率和占空比。
5、改变占空比，重复步骤 4，记录不同占空比下的输出电压值。
6、对升压斩波电路和升降压斩波电路进行同样的实验操作。
五、实验数据记录与分析｜占空比 D ｜输入电压＄U_{in}＄（V）｜输出电压＄U_{o}＄（V）｜理论计算值＄U_{o}＄（V）｜误差｜｜｜｜｜｜｜｜ 02 ｜ 10 ｜ 20 ｜ 20 ｜ 0% ｜｜ 04 ｜ 10 ｜ 40 ｜ 40 ｜ 0% ｜｜ 06 ｜ 10 ｜ 60 ｜ 60 ｜ 0% ｜｜ 08 ｜ 10 ｜ 80 ｜ 80 ｜ 0% ｜从实验数据可以看出，实际测量值与理论计算值基本相符，误差在可接受范围内。
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。
斩波电路类型及应用范围
斩波电路类型及应用范围斩波电路是一种能够实现高频电磁噪声滤波的电路。
它的主要作用是将电路中的高频杂波滤除，使电路输出纹波小，同时还可以提供稳定的电源电压。
斩波电路的名称源于其工作原理，它通过“斩”掉输入电压的周期性部分来实现滤波的效果，因此也被称为开关电源。
斩波电路主要分为两种类型：交流斩波电路和直流斩波电路。
交流斩波电路主要是指通过开关管将交流电源直接转换为有特定电压输出的直流电源的电路。
直流斩波电路则是指通过开关管将直流电源经过调制和滤波处理后输出的电路。
交流斩波电路主要应用于家庭电器、电子设备和工业领域中的功率变换与控制系统。
它可以将电网电源的变压器变压输出的高压交流电转换为低电压直流电，并通过滤波电路将输出的直流电进行滤波处理，使得电压质量更好，不再存在高频的电磁噪声。
交流斩波电路的应用范围非常广泛，包括但不限于电视机、电冰箱、空调以及各类电子设备等。
直流斩波电路的应用范围更为广泛。
它主要应用于电子器件、通信设备、电机控制系统以及能源储存系统等领域。
直流斩波电路可以将电池输出的直流电转换为更稳定的直流输出电，同时可以通过调制控制实现电源电压调整、电流保护和电能转换等功能。
例如，在电机控制系统中，直流斩波电路可以将变频器输出的交流电转换为适合电机使用的直流电。
在能源储存系统中，直流斩波电路可以将太阳能电池板或者风力发电机等电源输出的直流电转换为稳定的直流电，以供电网使用。
总结起来，斩波电路是一种能够实现高频电磁噪声滤波的电路，主要分为交流斩波电路和直流斩波电路。
交流斩波电路主要应用于家庭电器、电子设备和工业领域中的功率变换与控制系统；直流斩波电路则主要应用于电子器件、通信设备、电机控制系统以及能源储存系统等领域。
通过斩波电路的应用，我们可以实现电路输出稳定、低纹波、低噪声的电源电压，提高系统工作的稳定性和效率。
直流斩波电路实验报告
实验名称：直流斩波电路实验实验日期：2021年X月X日实验地点：实验室实验目的：1. 理解直流斩波电路的工作原理及组成；2. 掌握直流斩波电路的基本性能参数；3. 分析直流斩波电路在不同负载下的性能变化。
实验仪器：1. 直流斩波电路实验装置；2. 数字示波器；3. 数字万用表；4. 电源及负载。
实验原理：直流斩波电路是一种将直流电压转换为可调直流电压的电力电子电路。
它主要由斩波器、滤波器和控制器等部分组成。
斩波器是直流斩波电路的核心部分，其主要作用是将输入的直流电压斩成脉冲电压，再通过滤波器滤去脉冲电压中的高频谐波，得到稳定的输出电压。
实验步骤：1. 连接实验装置，确保各部分连接正确；2. 打开电源，调整输入电压，观察斩波器输出波形；3. 使用示波器观察斩波器输出波形，分析斩波器开关频率、占空比等参数；4. 调整负载，观察输出电压变化，分析负载对斩波电路性能的影响；5. 记录实验数据，进行数据分析。
实验结果与分析：1. 斩波器输出波形通过观察斩波器输出波形，可以看出斩波器开关频率和占空比对输出波形有重要影响。
当开关频率较高时，输出波形较为平滑；当占空比较大时，输出电压较高。
2. 负载对斩波电路性能的影响当负载增大时，输出电压降低，电流增大。
这是由于负载电流的增加导致斩波器开关频率和占空比发生变化，进而影响输出电压。
3. 实验数据分析通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：（1）斩波器开关频率对输出波形有重要影响，频率越高，输出波形越平滑；（2）占空比对输出电压有直接影响，占空比越大，输出电压越高；（3）负载对斩波电路性能有较大影响，负载增大时，输出电压降低，电流增大。
实验结论：通过本次实验，我们了解了直流斩波电路的工作原理及组成，掌握了直流斩波电路的基本性能参数，分析了负载对斩波电路性能的影响。
实验结果表明，斩波器开关频率、占空比和负载对斩波电路性能有显著影响。
注意事项：1. 实验过程中，注意安全，确保电源及负载连接正确；2. 观察波形时，注意调整示波器参数，确保波形清晰；3. 实验数据记录准确，便于后续分析。
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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
有相似的波形。当要求产生这种单极性 PWM波时，三角波应该全部位于在时间轴 上方，这时只有正的控制电压起控制作用，
图1 DC-DC功率变换器类型 a) 逆变-整流型 b) 斩波器
◤图2所示就是一种推挽式DC-DC功率变 换器的结构示意图，它是由恒压恒频逆变 器（CVCF inverter）和高频整流电路两 个环节构成的 ◢
◤斩波控制型DC-DC功率变换器也就是直流斩 波器，则是一种从DC到DC的直接功率变换器 ◢◤由于只有一级变换，因而具有效率高、体积 小、重量轻、成本低等优点◢
（一）电流连续时的工作情况
（1）开关导通期间（0<t <ton）
io
(t)
Ud R
E
(1
e t
/
)
I minet
/
I max
io (t
ton )
Ud R
E
(1
e ton
/
)
I eton / m in
（2）开关截止期间（ton <t <Ts）
io
(t)
E R
[1
e (tton )
/
]
I
e (tton
eton / 1 E
eTs /
1
Ud
图25
带反电势负载的降压斩波电路的 基本工作原理
（5）电流平均值Io
(a)斩波器的主电路原理图 （b）负载电流断续时的电压电流波形 (c)负载电流连续时的电压电流波形
I0
Uo R
E
(二) 临界连续时的工作情况
（1）临界连续必要条件： （2）电流临界连续时的最大值
(ton ) UTd sdt
R
U d t
Ud R
t
PR
1 Ts
Ts 0
uRiR dt
1 Ts
ton 0
Ud
(U d R
)dt
Ud2 R
t
由此可知，改变导通比，不仅能够控制 斩波器输出电压的大小，而且能够控制其 输出电流和输出功率的大小
电阻电感性负载
图4 带电阻电感性负载 的斩波器
（a）主电路 （b）有 关电压电流波形
（4）该三角波电路结构简单，在几千赫兹范围内
线性度和稳定性均很好。
若对三角波的线性度要求更高， 或要求为严格的等腰三角形时， 应采用恒流源对电容C进行充放 电，如图4-16就是一种用恒流 源构成的三角波发生器的电路 图。电容充放电电流的大小由 场效应管的栅源电压和电阻R所 决定。三角波从运放A2构成的 射极跟随器输出。而3140是高 输入阻抗的运放不会对电容的 充放电产生影响，从而保证了 三角波的线性度。改变电阻R或 者电容C的大小都可以改变三角 波的频率，所以该电路的频率 范围很宽，可以从几千赫兹到
uR
i
i Ts
01
R dt
dt
)
U d I1
Uo Ud
UR Ud
I1 IR
t
（1）降压斩波器的输出电压平均值与输入电压之比，刚好等于 斩波开关的导通时间与斩波周期之比。改变导通比就可以控制斩 波器的输出电压和电流的平均值。
（2）在负载电流连续且可略去电流纹波影响时，此斩波电路有 类似于变压器的规律：电压比与电流比成反比，其导通比则类似 变压器的匝比k。
◤斩波器可以由多种形式的脉冲宽度调制技 术加以控制，使得它能更好地利用开关器件 ◢
1.2直流斩波器及其分类
◤依直流斩波器的功能可以分为：功率 控制型、调压型、调阻型等等 ◢
◤按直流斩波器输入输出电压间关系可 以分为：当Uo大于Uin时，称其为升压 斩波器(Boost Converter )；当Uo既可 以小于Uin也可以大于大于Uin时，称其 为反转斩波器或升降压斩波器（BuckBoost Converter ） ◢
显然，无论半桥斩波器是工作在同步 斩波还是错位斩波，其输出电压都可 以是双极性的，而输出电流只有单一
的极性。
5 MOSFET、BJT和 IGBT斩波器
5.1 MOSFET降压斩波电路
5.2 MOSFET升压斩波器
图23 MOSFET降压斩波电路 （a）电路图 (b)波形图
MOSFET从断到通，源极电位大幅度 变化，而栅源之间电压并没有受到特 别大的影响。其原因就是驱动电路能 够在D1和C1的作用下自动提高栅极电 压使栅源电压得以维持。这种现象常
流时刻。
图18 全桥斩波时的波形图 （a）t＋＝t－时 （b）t＋>t－时 （c）t＋<t－时
＝
t
t＋ Ts
u0 UUdd
，t＋期间 ，t期间
图17 桥式斩波器的主电路
U0＝uo
1 Ts
Ts 0
u0 dt
1 Ts
U t＋
0
d
dt
1 Ts
U Ts
t d
dt
t＋ Ts
t
Ud
＝（2t 1）U d 斩波器将单一极性的电源电压转换成了双极性
（3）在图4-4a的降压斩波电路中，由于电感的作用，使负载 电流脉动减小、乃至连续，这是实际负载所期望的。因此该电路 也是最常用的。人们把包含斩波开关S、电感L和续流二极管DF 的 电路称为降压斩波器的主电路。
2.2 升压斩波电路
U0
Ts t off
Ud
Ts
Ts ton
Ud
1
1t
Ud
图5 升压斩波器 的工作原理
图15 用运放 构成的 三角波 发生器
（a）电 路图
（b）Ur ＝0时的
波形
（2）调节电位器W改变的值，可以改变三角波与 时间轴的相对位置关系。只有当Un＝0时，三角波关于 时间轴对称，设置此电位器的作用主要是可以调整消 除由于电路中各器件在正负电压工作时存在某些分散 性和不对称性对三角波的影响。
（3）三角波的频率取决于积分时间常数和分压比 （R2/R1）。在实际工作中必须选取频率特性较好的电 阻和电容作为积分电阻、积分电容及分压电阻。
几百千赫兹。
图16 用恒流源 构成的三角波发
生器
4 桥式斩波电路
一、全桥斩波
◤图4-17是由四个桥臂构成的桥式斩波 器的主电路◢
◤该电路不仅控制非常灵活，而且可以 在多种电路拓扑中灵活切换◢
◤特别地，当采用该斩波器构成直流调 速系统时，系统不仅具有宽的调速范围 和优良的调节特性，而且很容易实现直 流电机四象限运行。◢
◤按斩波开关所采用的器件分类：BJT斩 波器、MOSFET斩波器、IGBT斩波器、 Thyristor斩波器等等 ◢
◤按直流电源与负载间的能量传递关系 对斩波器分类 ：输出电压和电流皆不可 逆的称为单象限斩波器；仅输出电流或 输出电压可逆的称为两象限斩波器；输 出电流和电压都可逆的称为四象限斩波 器◢
在图3a)中，因负载是纯阻性的，所以斩波器的输出电流与
输出电压波形相似，且都有很大的脉动。若要使负载电流
平滑化，需在原电路基础上增加平波电抗器L和续流二极管
DF，如图4a)所示。
U0
u0
uR
UR
t on Ts
Ud
tU d
P1
1 Ts
U Ts
0
d
Po PR
i1dt
1 TS
Ud
TS 0
1 ( Ts
是双极性的PWM信号。
3.3 三角波的产生
三角波电压是脉冲宽度调制用
的载波信号，其频率决定了功率
2U om
2 R2 R1
U DW
1 C
t2 t1
ic dt
1 C
T 2 0
UDW dt R3
1 2R 3C
U DW
T
开关管的开关频率。
f 1 R1
T 4R2 R3C
至此可以得出如下结论：
（1）选用不同的稳压管和改变分压比(R2/R1)可以 改变三角波幅值。
Io
ID
toff I L Ts
(1 t )I L