電力電子試驗四

本文格式為Word版，下載可任意編輯——電力電子試驗四試驗四直流斬波電路的性能研究（六種典型線路）

一、試驗?zāi)康?/p>

(1)熟悉直流斬波電路的工作原理。

(2)熟悉各種直流斬波電路的組成及其工作特點。

(3)了解PWM控制與驅(qū)動電路的原理及其常用的集成芯片。二、試驗所需掛件及附件序號123456型號DJK01電源控制屏DJK09單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載DJK20直流斬波電路D42三相可調(diào)電阻慢掃描示波器萬用表自備自備備注該控制屏包含“三相電源輸出〞等幾個模塊。三、試驗線路及原理

1、主電路

①、降壓斬波電路(BuckChopper)

降壓斬波電路(BuckChopper)的原理圖及工作波形如圖4-12所示。圖中V為全控型器件，選用IGBT。D為續(xù)流二極管。由圖4-12b中V的柵極電壓波形UGE可知，當(dāng)V處于通態(tài)時，電源Ui向負(fù)載供電，UD=Ui。當(dāng)V處于斷態(tài)時，負(fù)載電流經(jīng)二極管D續(xù)流，電壓UD近似為零，至一個周期T終止，再驅(qū)動V導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過程。負(fù)載電壓的平均值為：

Uo?tontUi?onUi?aUiton?toffT式中ton為V處于通態(tài)的時間，toff為V處于斷態(tài)的時間，T為開關(guān)周期，α為導(dǎo)通占空比，

簡稱占空比或?qū)ū?α=ton/T)。由此可知，輸出到負(fù)載的電壓平均值UO最大為Ui，若減小占空比α，則UO隨之減小，由于輸出電壓低于輸入電壓，故稱該電路為降壓斬波電路。

UGE

+UiCE+L1UD-C1+RUo-VGUDtonTUitofftD

tt-UO(a)電路圖(b)波形圖

圖4-12降壓斬波電路的原理圖及波形

②、升壓斬波電路(BoostChopper)

升壓斬波電路(BoostChopper)的原理圖及工作波形如圖4-13所示。電路也使用一個全控型器件V。由圖4-13b中V的柵極電壓波形UGE可知，當(dāng)V處于通態(tài)時，電源Ui向電感L1充電，充電電流基本恒定為I1,同時電容C1上的電壓向負(fù)載供電，因C1值很大，基本保持輸出電壓UO為

1

恒值。設(shè)V處于通態(tài)的時間為ton，此階段電感L1上積蓄的能量為UiI1ton。當(dāng)V處于斷態(tài)時Ui和L1共同向電容C1充電，并向負(fù)載提供能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時間為toff，則在此期間電感L1釋放的能量為(UO-Ui)I1ton。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時，一個周期T內(nèi)電感L1積蓄的能量與釋放的能量相等，即：

UiI1ton=(UO-Ui)I1toffton?toffTUo?Ui?Uittoffoff上式中的T/toff≥1,輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。

UGEt+UiI1L1GC-UDVDC1++RUo-UD

tt-EUO

(a)電路圖(b)波形圖

圖4-13升壓斬波電路的原理圖及波形

③、升降壓斬波電路(Boost-BuckChopper)

升降壓斬波電路(Boost-BuckChopper)的原理圖及工作波形如圖4-14所示。電路的基本工作原理是：當(dāng)可控開關(guān)V處于通態(tài)時，電源Ui經(jīng)V向電感L1供電使其貯存能量，同時C1維持輸出電壓UO基本恒定并向負(fù)載供電。此后，V關(guān)斷，電感L1中貯存的能量向負(fù)載釋放。可見,負(fù)載電壓為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。輸出電壓為：