直流斩波和交流调压

负载 出现 的反 电动 势
典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。
一.
工作原理
降压斩波电路
V E iG iG O io t on T
L
io
R
+
VD u o M EM
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。 t=t1 时控制 V 关断，二极管 VD 续流，负载电压 uo 近似为零， 负载电流呈指数曲线下降。 通常串接较大电感 L 使负载电 流连续且脉动小。
桥式可逆斩波电路
晶闸管交流开关
VT1
VD1
VD
VD 1 1
VD 2
VT2
VD 3 VD 4
u
RL
S Q
u
u
VD
VD
2 2
VD
3
R
R
L
L
R Q
VT
R
1
u
C
1
单相交流调压电路
u
R
O a ω t
VT
1
u
g
u
g1
u
u
g2 g3
O
VT
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ω u
T1
t
u
R
u
R
O ω t
u
T2
O ω t
三相交流调压电路
i U i VT
Io
电源电流的平均值Io为：
Uo 1 E R R
(3-25)
Uo 1 E I1 Io 2 E R
(3-26)
三. 电流可逆斩波电路
电路结构
V1和VD1构成降压斩波电路，电 动机为电动运行，工作于第1象 限。 V2和VD2构成升压斩波电路，电 动机作再生制动运行，工作于 第2象限。 此电路电动机的电枢电流可正 可负，但电压只能是一种极性， 故其可工作于第1象限和第2象 限 必须防止V1和V2同时导通而导 致的电源短路。
负载电流平均值：
U o EM Io R
负载电压平均值：
（3-1）
ton——V通的时间 toff——V断的时间 a--导通占空比
（3-2）
电流断续，Uo被抬高，一般不希望出现。
一.降压斩波电路
斩波电路三种控制方式
此种方式应用 最多
T不变，变ton —脉冲宽度调制（PWM）。 ton不变，变T —频率调制。 ton和T都可调，改变占空比—混合型。
a) 电路图
iGE
0
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。
io
I1
0 b) 波形
动画
升压斩波电路及工组波形
二 . 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U o E I1toff 稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等： EI1ton (Uo E) I1toff （3-20）
ton tof f T E E 化简得：U o tof f tof f
（3-21）
T/toff>1，输出电压高于电源电压，故为升压斩波电路。
二 . 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 I o 。 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：
1 U
VT
uv
1
R
R
U VT
4
VT
U
uV
4
L
VT
VT
5
3
U
wu
L
R V VT
i
wu
R
VT
iV i U
v w
VW
6
VT
2
6
VT W VT N
2
5
V
R
L
R
iW W
VT
3
uO
iN
uo
a) 电路图
io
iV1 iD2
iD1 iV2 b)
t
t
图3-7 电流可逆斩波电路及波形
二.
桥式可逆斩波电路
桥式可逆斩波电路——两个电流可逆斩波电路组合
起来，分别向电动机提供正向和反向电压。 使 V4 保持通时，等效为图 3-7a 所示的电流可逆斩波电 路，提供正电压，可使电动机工作于第1、2象限。 使V2保持通时，V3、VD3和V4、VD4等效为又一组电流 可逆斩波电路，向电动机提供负电压，可使电动机工 作于第3、4象限 。
-
a) 电路图
t off t i2 I 20 t1 t
i1
I 10
O uo
E
t
O iG iG O io O uo O t on i1 E t1
b)电流连续时的波形
t off
Tt I 20
t
x
i2 t2 E EM t
t
c) 电流断续时的波形
一. 降压斩波电路
数量关系 电流连续
ton ton Uo E E E ton tof f T
直流斩波电路· 引言
直流斩波电路（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.
降压斩波电路
IGBT绝缘栅双极晶体管
降压斩波电路
IGBT绝缘栅双极晶体管.全控 型器件若为晶闸管，须有辅助 关断电路。
电路结构
续流二极管
一.降压斩波电路
同样可以从能量传递关系出发进行的推导
由于L为无穷大，故负载电流维持为Io不变
电源只在V处于通态时提供能量，为 EI oton
在整个周期T中，负载消耗的能量为 RI o2T EM I oT


一周期中，忽略损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等。 E EM 2 EIoton RI o T EM I oT Io R
EI1 EI o U o I o
t on I1 I o I o T
输出功率等于输入功率，可将降压斩波器看作直流降压变压器。
二. 升压斩波电路
升压斩波电路
1. 升压斩波电路的基本原理 电路结构
储存电能 保持输 出电压
二. 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。