电力电子第五章 直流斩波电路PPT课件

Io
E EM
R
I1
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ton T
Io
Io
EI1EIoUoIo
直流降压变压器
11
当电流断续有
I10 0 t ton tx i2 0
i2
t2
I et2 ton 20
E R M1et2 ton0
12
tx
I20e
EM R
tx
1e
0
I1 0e t1E R E M 1 e t1 e txE R M 1 e tx 0
1
Io
T
ton 0
i1dt
tx 0
i2dt
tonTtx
m
E R
U0
EM R
18
5.1.2 升压斩波电路
1.升压斩波电路的基本原理 升压斩波器用于将直流电源电压变换为高于其值的直 流电压，实现能量从低压侧电源向高压侧负载的传递。
E I1tonU oEI1toff
Uo
ton toff toff
I2
ton toff
1 I1 I1
EI1 UoI2
29
5.2 复合斩波电路 5.2.1 电流可逆斩波电路 V1 VD1 L 降压斩波电路
启动、升速、恒速 V2 VD2 L 升压斩波电路
降速 停机
Io
E EM
R
Io
EM
bE
R
30
电动 制动
31
3.2.2 桥式可逆斩波电路
32
正向 电动 制动
EM
E
i2I20etton
EREM1etton
22
当电流连续时
t ton
I20 i1 ton
tT
I10 i2 T
I10i2
TI20eto ff
E R EM1eto ff
I20i1 ton
I10eton
E R M1eton
23
I10E R M 1 1 ee to T ff E R m 1 1 e e b E R
电动 反向
制动
33
正向
电动 制动
34
反向
电动
制动
35
本章小结
1.本章介绍了基本斩波电路及2种复合斩波电路。 2.本章的重点是，理解降压斩波电路和升压斩波电
路的工作原理，掌握这两种电路的输入输出关系、 电路解析方法、工作特点。 3.直流传动是斩波电路应用的传统领域，而开关电 源则是斩波电路应用的新领域，前者的应用在逐 渐萎缩，而后者的应用是电力电子领域的一大热 点。
I2 0E R M e t1 o n e T e T E R m e 1 e e E R
I10
I20
mbE
R
Io m bE R E M R bE E M R U o
24
电流不连续时
当t=0时，i1=I10=0
当t=t2时，i2=0
ton
tx
ln1 me 1 m
b 1005 19
220 44
1b0.568
27
5.1.3 升降压斩波电路
EILton UoILtoff
Uo
ton toff
E ton Tton
E
E 1
当 0 1 降压 2
1 1 升压 2
(反极性斩波电路) 28
I1
IL T
ton
I2
IL T
toff
I1 ton I 2 toff
4
3.斩波电路三种控制方式 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。
5
6
4.基于“分段线性”的思想，对降压斩波电路进行解
析 V处于通态
Ldi1 dt
Ri1
EM
E
i1
t
I10e
EREM1et
V处于断态
Ldi2 dt
Ri2
I10e etT 1 1 1E RE R Me e 1 1m E R
I20 1 1 e e tT 1 E RE R M 1 1 e e m E R
T
m EM
E
t1 t1 T T
I1 0 I2 0 R m EU o R E MIo 10
同样可以从能量传递关系出发进行推导
EIotonRIo 2TEM IoT
第五章 直流斩波电路
5.1 基本斩波电路 5.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路
本章小结
1
直流斩波电路：将直流电变为另一固定电压或 可调电压的直流电。
也称为直接直流-直流变换器，或直流调压器。 广泛应用在恒定直流电源中需要调节电压的装置上， 如矿山的牵引机车、地铁、电力机车、城市无轨电车 以及电瓶搬运车等调速系统。
EM
0
i2
tton
I20e
ERM1etton
7
8
当电流连续有 I10 i2 t2 I20 i1 t1
I10i2
t2
I et2 ton 20
E R M1et2 ton
toff
I10 I20e
EM R
toff
1e
I20i1 t1 I10et1E R EM1et1
9
解上述二元一次方程，并整理得
E R EM1et1etx
E R M1etx
0
13
E E M1 e t1e txE M1 e tx
R
R
EEM1et1 EM
1etx 1
etx
etx1
1m1e 1etx m
11me etx
m
14
tx
11me
ln
m
tx toff
由此得出电流断续的条件
ln11mme
m
1 eb 1 e
25
例题：有一直流电动机工作在再生制动状态，通过 升压型直流斩波器与直流电源连接。电动机电枢电 势为50V，直流电源电压为110V，回路总电阻为 0.5Ω，电感足够大，斩波工作周期为1ms，若使电
枢电流为5A，占空比应为多少？
26
解：
Uo
toff T
E bE
b b b I o E M R E 5 0 0 .5 1 1 0 1 0 0 2 2 0 5 A
E T toff
E
T/toff—升压比 b =toff/T
19
b 1
Uo
1
b
E
1
1
E
EI1 UoIo
Io
Uo R
1
b
E R
I1
Uo E
Io
1
b2
E R
20
2.升压斩波电路典型应用
V处于通态时
L
di1 dt
Ri1
EM
i1
t
I10e
EM R
t 1e
21
V处于断态时
Ldi2 dt
Ri2
2
5.1 基本斩波电路
5.1.1 降压斩波电路
1.工作原理
2.数量关系
电流连续
负载电压平均值：
U
o
ton ton toff
E
ton E E
T
3
ton——V通的时间 toff——V断的时间
T—开关周期
——导通占空比
负载电流平均值：
Io
Uo
EM R
电流断续，Uo被抬高，一般不希望出现。
toff
toff 1 1m e
e
m
15
m e to ff 1 e m e
m e to ff e 1 e
e 1
m
1 etoff
e e
etoff
e e
1
e
e 1 m e 1
16
17
U o to n E T T to n txE M 1 to n T tx m E