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直流斩波
学年论文
题目:
直流斩波电路原理及应用分析
姓名:
顾朝阳
学号:
201205070081
系别:
物理与机电工程学院
专业:
自动化
年级班级:
2012级
(1)班
指导教师:
戴成梅(副教授)
2015年6月20日
学年论文(设计)作者声明
本人郑重声明:
所呈交的学年论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全了解有关保障、使用学年论文的规定,同意学校保留并向有关学年论文管理机构送交论文的复印件和电子版。
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本学年论文内容不涉及国家机密。
论文题目:
直流斩波电路原理及应用分析
作者单位:
周口师范学院物理与机电工程学院
作者签名:
2015年6月20日
目录
摘要1
1.引言1
2.直流斩波斩波电路原理2
2.1几种基本直流斩波电路原理分析2
2.2升压斩波电路3
2.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路4
2.4Cuk斩波电路5
3.直流斩波电路的应用6
4.结论6
参考文献7
直流斩波电路原理及应用分析
摘要:
直流斩波电路(DCChopper)功能是将直流电变为另一固定电压或调电压的直流电,也称为直接直流-直流变换器(DC/DCConverter)。
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,因此本文对这几种电路进行了原理分析及应用介绍。
关键词:
降压斩波电路;升压斩波电路;升降压斩波电路;Cuk斩波电路。
PrincipleandApplicationAnalysisofDCChopperCircuit
Abstract:
DCChoppercircuit(DCChopper)functionisthedirectcurrent(DC)intoafixedvoltageoradjustablevoltagedirectcurrent(DC),alsoknownasdirectdc-dcConverter(DC/DCConverter).Dcchoppercircuitsortismore,includingsixbasicchoppercircuit:
buckchoppercircuit,boostchoppercircuit,buckchoppercircuit,Cukchoppingcircuit,SepicchoppercircuitandZetachoppercircuit,includingthefirsttwoarethemostbasiccircuit.Ontheonehand,themostwidelyusedtwokindsofcircuit,ontheotherhand,tounderstandthesetwocircuitscanlaythefoundationtounderstandtheothercircuit,sothisarticleanalyzedtheprincipleandapplicationforthesecircuitsisintroduced.
Keywords:
buckchoppercircuit;Boostchoppercircuit;Buckchoppercircuit;Cukchoppercircuit.
1.引言
所谓直流斩波电路(DCChopper)是指将直流电转变为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/DCConverter),是指将直流电变为直流电,不含有直流变交流或交流变直流。
近年来,随着功率器件的性能改
善以及各种控制技术的涌现极大地促进了直流变换技术的发展,实现硬开关和软开关为目标的各类新型变换电路不断出现,为进一步提高直流变换电路的动态性能,降低开关损耗,减小电磁干扰开辟了新的有效途径。
所以本文对直流斩波电路的原理及应用进行了介绍。
2.直流斩波斩波电路原理
2.1几种基本直流斩波电路原理分析
几种基本斩波电路:
降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路,这几种中前两种为最基本的斩波电路;复合斩波电路即为几种不同斩波电路的基本组合;多相多重斩波电路——结构相同基本斩波电路的组合。
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[1-2]。
2.1.1降压斩波电路
降压斩波电路的电路图和波形图如图1所示。
图1降压斩波电路的电路图和波形图
降压斩波电路的电路图工作原理如下:
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呈指数模式上升,t=t1时刻控制V关断,负载电流经二极管VD续流,负载电压uo接近于零,负载电流呈指数模式下降。
为了使负载电流脉动且连续通常使串接的电感L值比较大.
电流连续负载电压平均值:
(1)
ton——V通的时间 toff——V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:
(2)
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。
电感电流 :
在Buck变换电路中,电感电流连续是指输出滤波电感L的总电流总是大于零在理想条件下,由波形图可知,在期间,开关T导通,由电路图可得出电感电压在这期间由于电感和电容无损耗,因此从线性增长至,为电感上电流的变化量,为输出电压平均值。
在期间,开关T截止,二极管D通续流。
依据假设条件,电感中的电流从下降到,当实际电流大于临界负载电流时,电感电流连续;当实际负载电流等于临界负载电流时,电感电流临界连续;实际负载电流小于临界负载电流电感电流断续。
2.2升压斩波电路
2.2.1升压斩波电路的基本原理
工作原理假设L值很大,C值也很大V通时,E向L充电,充电电流恒为I1,同时C的电压向负载供电,因C值很大,输出电压uo为恒值,记为Uo。
设V通的时间为ton,此阶段L上积蓄的能量,V断时,E和L共同向C充电并向负载R供电。
设V断的时间为toff,则此期间电感L释放能量为稳态时,一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等。
当实际电流大于临界负载电流时,电感电流连续;当实际负载电流等于临界负载电流时,电感电流临界连(有断流临界点);当实际负载电流小于临界负载电流时,电感电流断续。
图2降压斩波电路及波形图
2.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路
2.3.1升降压斩波电路
设L值很大,C值也很大。
使电感电流iL和电容电压即负载电压uo基本为恒值。
基本工作原理V通时,电源E经V向L供电使其贮能,此时电流为i1。
同时,C维持输出电压恒定并向负载R供电。
V断时,L的能量向负载释放,电流为i2。
负载电压极性为上负下正,与电源电压极性相反,该电路称作反极性斩波电路。
稳态时,在一个周期内电感L两端的电压uL对时间的积分等于零。
[3]在V处于通态中的时刻,uL=E;而在V处于断态时刻,uL=-uo。
所以输出电压改变导通比a,输出电压既可以比电源电压高,也可以比电源电压低。
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- 关 键 词:
- 直流