直流斩波电路分析
直流斩波电路(DCChopper):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(DCDCCo
verter)一般是指直接将直流电变为另一直流电,不包括直流交流直流习惯上,DCDC变换器包括以上两种情况,且甚至更多地指后一种情况直流斩波电路的种类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复合斩波电路不同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
121基本斩波电路
重点介绍最基本的两种基本电路降压斩波电路和升压斩波电路1211降压斩波电路
LiG
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,如图中EM所示
VEVDioR
uoMEM
aiGOioto
Ti1I10Ouoi2I20t1Ettofft
OiGiGOioOuoOto
Tti1Et1
x
btoff
t
ti2
I20
t2
E
t
c
EM
t
a)电路图
图31降压斩波电路的原理图及波形b)电流连续时的波形c)电流断续时的波形
f工作原理t0时刻驱动V导通,电源E向负载供电,负载电压uoE,负载电流io按指数曲线上升tt1时刻控制V关断,负载电流经二极管VD续流,负载电压uo近似为零,负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小通常使串接的电感L值较大数量关系
电流连续时,负载电压平均值
Uo
to
tEo
EEto
toffT
to
V通的时间toffV断的时间a导通占空比Uo最大为E,减小占空比a,Uo随之减小。因此称为降压斩波电路。负载电流平均值
Io
UoEMR
电流断续时,Uo被抬高,一般不希望出现
斩波电路三种控制方式(根据对输出电压平均值进行调制的方式不同而划分)T不变,变to
脉冲宽度调制(PWM)to
不变,变T频率调制to
和T都可调,改变占空比混合型基于“分段线性”的思想,对降压斩波电路进行分析V通态期间,设负载电流为i1,可列出如下方程:
Ldi1Ri1EMEdt
tEEM1eRt
(33)
设此阶段电流初值为I10,LR,解上式得
(34)V断态期间,设负载电流为i2,可列出如下方程:i1I10e
L
di2Ri2EM0dt
ttEM1eR
(35)
设此阶段电流初值为I20,解上式得:
i2I20e
(36)
当电流连续时,有:I10
i2t2
(37)
I20i1t1
f(38)即V进入通态时的电流初值就是Vr