直流斬波電路工作原理

1、直流斬波電路工作原理及輸出輸入關(guān)系升壓斬波電路(Boost Chopper)升壓斬波電路假設(shè)L和C值很大。處于通態(tài)時，電源E向電感L充電，電流恒定ii，電容C向負(fù)載R供電，輸 出電壓Uo恒定。斷態(tài)時，電源E和電感L同時向電容C充電，并向負(fù)載提供能量。設(shè)V通態(tài)的時間為ton，此階段L上積蓄的能量為Eiiton設(shè)V斷態(tài)的時間為t°f，則此期間電感L釋放能量為(Uo - E)ht°ff穩(wěn)態(tài)時，一個周期T中L積蓄能量與釋放能量相等：Ei1ton = (u _ E ) i1t off化簡得ton toffTE 二Ettoffofftoff升壓比；升壓比的倒數(shù)記作，即TtoffB和a的

2、關(guān)系：a+ B =1所以輸出電壓為升降壓斬波電路(buck -boost Chopper)降壓斬波電路V通時，電源E經(jīng)V向L供電使其貯能，此時電流為ii，同時，C維持輸出 電壓恒定并向負(fù)載R供電，這時曲二E。V斷時，L的能量向負(fù)載釋放，電流為i2。負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電 源電壓極性相反，這時UL二-U。穩(wěn)態(tài)時，一個周期T內(nèi)電感L兩端電壓Ul對時間的積分為零，即TJT0 ULdt =0 UL(on)dtonUL(off)dt = Eton - Uotoff - 0所以輸出電壓為:U0onontoffT - toN(ton為 V處于通態(tài)的時間，toff為V處于斷態(tài)的時間)Cuk斬波電路(b)

3、等效電路Cuk斬波電路及其等效電路V通時，開關(guān)S合向B點(diǎn)，E L1 V回路和R L2 C V回路有電流， 這時ic引2。V斷時，開關(guān)S合向A點(diǎn)，E L1 C-VD回路和R- L2 VD回路有電流，這時iC *。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。電路相當(dāng)于開關(guān) S在A、B兩點(diǎn)之間 交替切換。穩(wěn)態(tài)時電容C的電流在一周期內(nèi)的平均值應(yīng)為零，也就是其對時間的積分為零，即T .tg .T .ic dt = J0 i C(on) dt + i c(0ff )dt = i2to i1tof 0 00ton（ton為V處于通態(tài)的時間，toff為V處于斷態(tài)的時間）由此可得:i2i?tofftonTton假設(shè)電容C

4、很大使電容電壓uc的脈動足夠小。當(dāng)開關(guān)S合到B點(diǎn)時，B點(diǎn)電壓uB =0， A點(diǎn)電壓uA二-uc ；當(dāng)S合到A點(diǎn)時，ub二uc，Ua=0。因此，B點(diǎn)電壓Ub的平均值為UbSUc（ Uc為電容電壓uc的平均值），又因電感Li的電壓平均 ton值為零，所以E二UbUc。另一方面，A點(diǎn)的電壓平均值為tonUa半Uc，且L2的電壓平均值為零，按上圖（b）中輸出電壓Uo的極性，有UoUc。于是可得出輸出電壓Uo與電源電壓E的關(guān)系為：Sepic斬波電路L2 -Sepic斬波電路V處于通態(tài)時，E Li V回路和Ci V Li回路同時導(dǎo)電，Li和L2貯能。V處于斷態(tài)時，E Li Ci VD負(fù)載回路及L2 VD負(fù)

5、載回路同時導(dǎo)電， 此階段E和Li既向負(fù)載供電，同時也向Ci充電(G貯存的能量在V處于通態(tài)時 向L2轉(zhuǎn)移)。V 導(dǎo)通時，uLi =E uL2 = uCiV關(guān)斷時，uLi = E -Uo -uCiuL2 二-u0穩(wěn)態(tài)時電感Li和Li的電壓在一周期內(nèi)的平均值應(yīng)為零，也就 是其對時間的積分為零，即TtonTULidt= ULi(°n)dt+ ULi(°n)dt = Eton +(EUo - Uci)t°ff =000TonTtonT0UL2dt = 0 UL2(on)dt 七 UL2(on)dt =上吐“ 一山什=0 on由以上兩式解得輸入輸出關(guān)系為：ttau°

6、4e EEtoffT ton1 _aZeta斬波電路V處于通態(tài)期間，電源E經(jīng)開關(guān)V向電感L1貯能。V關(guān)斷后，Li - VD- Ci構(gòu)成振蕩回路，Li的能量轉(zhuǎn)移至Ci，能量全部轉(zhuǎn)移至Ci上之后，VD關(guān)斷，Ci經(jīng)L2向負(fù)載供電。V 導(dǎo)通時，uLi=E uL2=E - uCi - u0V關(guān)斷時，uLi =uCiuL2 - -u0穩(wěn)態(tài)時電感Li和Li的電壓在一周期內(nèi)的平均值應(yīng)為零，也就 是其對時間的積分為零，即TtonT0 ULidt = 0 ULi(on)dtt ULi(°n)dt =Et°nUcitoff =0onTJnToUL2dt = o UL2(on)dtUL2(on)dt = (