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第二章 降压一升压斩波电路的设计
2. 1基本工作原理
电路原理图如图 所示,基本工作原理如下:
2-1
图 降压一升压斩波电路原理图
2-1:
设电路中电感 值很大,电容 值也很大。使电感 和电容电压即负载电压 基本为恒
L
C
IL
uo
值。
当可控开关 处于通态时,电源 经 向电感 供电使其储存能量,此时电流为 方向 如
V
E V
L
il,
图
2-la)
所示。同时,电容 维持输出电压基本恒定并向负载 供电。此后,使 关断,电 感
L
C
R
V
中储存的能量向负载释放,电流为 方向如图
2-la)
所示。
i2,
可见,负载电压极性为上正下负,与电源电压极性相反,因此乂称为反极性斩波电路。
精
品
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/87054695/bg2.jpg)
稳态时,一个周期 内电感 两端电压 对时间积分为零,即
T
L
ul
当 处于通态期间, 二 而当 处于断态期间, 二- 。于是
V
uL E;
V
uL uO
所以输出电压为
u
F t - IJ f
=!^- = -^— = -^-
E
E
T-t \-a
E
匕
r
on
—U Qf
张
。
on
改变占空比 ,输出电压既可以比电源电压高,也可以比电源电压低。当
0<a<l/2
时为降 压,
a
当
l/2<a<l
时为升压,因此将该电路称为降圧一升压斩波电路。也有的文献直接按英文称 之为
buck-boost
变换器。
图
2-lb)
给出了电源电流 和负载电流 的波形,设两者的平均电流分别为 和 当电
il
i2
II 12,
流脉动足够小时,有
I \ ton
1 toff
2
/2- —/1——: /1
a
由上式可得
如果 和 为没有损耗的理想开关时,则 二
其输出功率和输入功率相等,可以 看
V VD
EI1 U0I2,
做直流变压器。
2. 2触发方式
根据对输出电压平均值进行调制的方式不同,斩波电路可以有三种控制方式:
保持开关周期 不变,调节开关导通时间 称为脉冲宽度调制
T
ton,
(Pulse Width Modulation,
),或脉冲调宽型。
PW
保持开关导通时间 不变,改变开关周期 称为频率调制或调频型。
ton
T,
和 都可调,使占空比改变,称为混合型。其中第一种方式应用最多。
ton T
第三章电路仿真及其分析
直流降压一升压斩波变换电路的输出电圧可以高于或者低于输入电压,它具有一个相 对于
输入电压公共端为负极性的输出电压。在电路中,改变占空比系数 ,即可改变输出电压。
a
精
品
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3.1 电路为直流降压斩波变换电路时的波形及其分析
基于
Multisim
的直流降压一升压斩波电路的仿真电路图如图 所示,当函数发生器 的设置
3-1
如图 所示。占空比系数 为 时,直流电压表指示的输出电压如图。其中特别 注意直流电圧
3-2
a 10%
表的接入方向问题,山此可见输出电圧小于输入电压,完成降圧斩波功能。直 流电压表示数如图
3-
所示,示波器显示的输出电压信号波形如图 所示。
3
3-4
图
3-1:
直流降压一升圧斩波变换电路(降压时)
精
品
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