直流斩波电路工作原理

升压斩波电路(Booｓｔ Chｏpｐeｒ)

升压斩波电路

假设L和C值特别大。

处于通态时,电源E向电感L充电,电流恒定,电容Ｃ向负载R供电,输出电压恒定。

断态时,电源Ｅ和电感L同时向电容C充电,并向负载提供能量。 设Ｖ通态的时间为,此时期L上积蓄的能量为 设V断态的时间为,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:

=

化简得 ——升压比;升压比的倒数记作β ,即

β和α的关系:a+β＝1 因此输出电压为

升降压斩波电路 (bｕck —bｏoｓt Choppｅｒ)

降压斩波电路

V通时,电源E经V向L供电使其贮能,此时电流为,同时,C维持输出电压恒定并向负载Ｒ供电,这时。

V断时,Ｌ的能量向负载释放,电流为。负载电压极性为上负下正,与电源电压极性相反,这时。

稳态时,一个周期Ｔ内电感L两端电压对时间的积分为零,即 因此输出电压为:

(为ﻩＶ处于通态的时间,为Ｖ处于断态的时间) Cuk斩波电路

(a)电路图

(b) 等效电路

Cuk斩波电路及其等效电路

V通时,开关Ｓ合向B点,Ｅ—-Ｖ回路和Ｒ——Ｃ—V回路有电流,这时。 Ｖ断时,开关S合向A点,E-—C-ＶＤ回路和R——VD回路有电流,这时、 输出电压的极性与电源电压极性相反。电路相当于开关S在A、B两点之间交替切换。

稳态时电容C的电流在一周期内的平均值应为零,也就是其对时间的积分为零,即

(为V处于通态的时间, 为V处于断态的时间) 由此可得:

假设电容C特别大使电容电压的脉动足够小、 当开关S合到B点时,Ｂ点电压＝０,Ａ点电压;

当S合到A点时,,=０、因此,B点电压的平均值为(为电容电压的平均值),又因电感的电压平均值为零,因此。另一方面,A点的电压平均值为,且的电压平均值为零,按上图(b)中输出电压的极性,有。因此可得出输出电压与电源电压Ｅ的关系为: Ｓｅpｉc斩波电路

Seｐic斩波电路

Ｖ处于通态时,E——V回路和—V-回路同时导电,和贮能、

V处于断态时,Ｅ———ＶD-负载回路及—VD—负载回路同时导电,此时期E和既向负载供电,同时也向充电(贮存的能量在V处于通态时向转移)。

V导通时, Ｖ关断时,

稳态时电感和的电压在一周期内的平均值应为零,也就是其对时间的积分为零,即

T0uL1dtuL1(on)dtuL1(on)dtEton(Eu0uC1)toff0

0tontonT由以上两式解得输入输出关系为: Zｅｔa斩波电路

Zｅta斩波电路

V处于通态期间,电源E经开关Ｖ向电感L1贮能、

V关断后,—VD－构成振荡回路, 的能量转移至,能量全部转移至上之后,VＤ关断,经向负载供电。

Ｖ导通时,

V关断时,

稳态时电感和的电压在一周期内的平均值应为零,也就是其对时间的积分为零,即

TtonT0uL2dtuL2(on)dtuL2(on)dt(EuC1u0)tonu0toff0

0ton由以上两式解得输入输出关系为: