直流斬波電路-升壓斬波電路（電力電子技術(shù)課件）

電力電子技術(shù)升壓斬波電路簡(jiǎn)介

升壓式斬波電路(BoostChopper)是一種輸出電壓的平均值高于輸入直流電壓的變換電路。那么你們了解這種斬波電路的結(jié)構(gòu)和原理嗎？

今天我們就來簡(jiǎn)單了解下升壓斬波電路。是一種輸出電壓的平均值高于輸入直流電壓的變換電路，又叫Boost型變換電路。它主要用于直流穩(wěn)壓電源和直流電機(jī)的再生制動(dòng)。概念用途升壓斬波電路簡(jiǎn)介3-4升壓斬波電路（BoostChopper）保持輸出電壓儲(chǔ)存電能

電路結(jié)構(gòu)圖1升壓斬波電路升壓斬波電路簡(jiǎn)介電路中L和C分別為電感量很大的儲(chǔ)能電感和電容量很大的儲(chǔ)能電容電容C起濾波作用二極管VD提供續(xù)流通道斬波開關(guān)V與負(fù)載并聯(lián)連接儲(chǔ)能電感與負(fù)載呈串聯(lián)連接。工作原理當(dāng)斬波開關(guān)V處于通態(tài)時(shí)

電源E向電感L充電。此時(shí)電感的自感電動(dòng)勢(shì)為左正右負(fù)；同時(shí)電容C向負(fù)載R放電。此時(shí)，隔離二極管因受電容反向電壓而關(guān)斷。當(dāng)斬波開關(guān)V關(guān)斷時(shí)

電感L中的電流維持原來的方向不變，其自感電動(dòng)勢(shì)改變極性變?yōu)樽筘?fù)右正，并和電源正向疊加，向電容充電，同時(shí)向負(fù)載供電。這樣，斬波開關(guān)導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)存在電感中的能量會(huì)釋放到負(fù)載和電容上。此時(shí)隔離二極管受正壓而導(dǎo)通。0iGE0ioI1圖2升壓斬波電路及工組波形a)電路圖b)波形升壓斬波電路簡(jiǎn)介電力電子技術(shù)升壓斬波電路典型應(yīng)用

升壓式斬波電路(BoostChopper)升壓斬波電路可用于直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，也可用作單相功率因數(shù)校正（PFC）電路，還可用于其他交直流電源中。今天我們就以升壓斬波電路在直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)中的運(yùn)用為例，來了解它的電路工作情況。用于直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用作單相功率因數(shù)校正（PFC）電路用于其他交直流電源中圖1用于直流電動(dòng)機(jī)回饋能量的升壓斬波電路升壓斬波電路典型應(yīng)用直流電源的電壓基本是恒定的，不必并聯(lián)電容器。再生制動(dòng)時(shí)把電能回饋給直流電源。電動(dòng)機(jī)電樞電流連續(xù)和斷續(xù)兩種工作狀態(tài)。升壓斬波電路典型應(yīng)用用于直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)數(shù)量關(guān)系當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，設(shè)電動(dòng)機(jī)電樞電流為i1，得下式：當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，設(shè)電動(dòng)機(jī)電樞電流為i2，得下式：升壓斬波電路典型應(yīng)用用于直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)a)tOTOEtc)uoioi1i2t1t2txtontoffI20ttTEiOOb)i1i2I10I20I10tontoffuo圖2用于直流電動(dòng)機(jī)回饋能量的升壓斬波電路及其波形a）電路圖b）電流連續(xù)時(shí)c）電流斷續(xù)時(shí)當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，考慮到初始條件，近似L無窮大時(shí)電樞電流的平均值Io，即該式表明，以電動(dòng)機(jī)一側(cè)為基準(zhǔn)看，可將直流電源電壓看作是被降低到了。

升壓斬波電路典型應(yīng)用用于直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)ttTEiOOi1i2I10I20I10tontoffuoa）電路圖

b）電流連續(xù)時(shí)當(dāng)t=0時(shí)，i1=0當(dāng)t=t2時(shí)，i2=0，可求得i2持續(xù)的時(shí)間tx，即--------電流斷續(xù)的條件tx<t0fftOTOEtc)uoioi1i2t1t2txtontoffI20升壓斬波電路典型應(yīng)用用于直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，a）電路圖

c）電流斷續(xù)時(shí)電力電子技術(shù)升壓斬波電路分析

升壓式斬波電路(BoostChopper)是一種輸出電壓的平均值高于輸入直流電壓的變換電路。今天我們就來分析升壓斬波電路，了解其基本數(shù)量關(guān)系。數(shù)量關(guān)系設(shè)V通態(tài)的時(shí)間為ton，此階段L上積蓄的能量為設(shè)V斷態(tài)的時(shí)間為toff，則此期間電感L釋放能量為穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中L積蓄能量與釋放能量相等：化簡(jiǎn)得：升壓斬波電路分析所以輸出電壓高于電源電壓，故為升壓斬波電路。 ——升壓比；升壓比的倒數(shù)記作b，即 。b和a的關(guān)系：因此，上式又可表示為

升壓斬波電路分析數(shù)量關(guān)系因電壓升高的原因：電感L儲(chǔ)能使電壓泵升的作用電容C可將輸出電壓保持住如果忽略電路中的損耗，則由電源提供的能量?jī)H由負(fù)載R消耗，即：輸出電流的平均值Io為：電源電流的平均值I1為：升壓斬波電路分析與降壓斬波電路一樣，升壓斬波電路可看作直流變壓器。總結(jié)電力電子技術(shù)升壓斬波電路特點(diǎn)

升壓式斬波電路(BoostChopper)是一種輸出電壓的平均值高于輸入直流電壓的變換電路。你知道它有什么特點(diǎn)嗎？今天我們就來了解下升壓斬波電路的特點(diǎn)吧。20①Boost電路對(duì)電源的輸入電流（即通過二極管VD的電流）就是升壓電感L電流，電流平均值為：I0=(I2-I1)/2。升壓斬波電路特點(diǎn)21②實(shí)際中，選擇電感電流的增量△IL時(shí)，應(yīng)使電感的峰值電流Id+△IL不大于最大平均直流輸入電流Id的20%，以防止電感L飽和失效。升壓斬波電路特點(diǎn)22③沒有電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)的Boost變換器不宜在輸出端開路情況下工作升壓斬波電路特點(diǎn)因?yàn)榉€(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，開關(guān)管T導(dǎo)通期間()電源輸入到電感L中的磁能，在T截止期間通過二極管VD轉(zhuǎn)