升降壓斬波電路原理

㈠ 試分析降壓斬波電路中各元件起到的作用是什麼

六種斬波電路原理分析

1、降壓斬波電路

圖1：降壓斬波電路(Buck Chopper)原理圖及波形圖

如上圖1：降壓斬波電路原理圖及波形圖所示，圖中V為全控型器件，選用IGBT;D為續流二極體。由圖1中V的柵極電壓波形UGE可知，當V處於通態時，電源Ui向負載供電，UD=Ui。當V處於斷態時，負載電流經二極體D續流，電壓UD近似為零，至一個周期T結束，再驅動V導通，重復上一周期的過程。負載電壓的平均值為：

式中ton為V處於通態的時間，toff為V處於斷態的時間，T為開關周期，α為導通占空比，簡稱占空比或導通比(α=ton/T)。由此可知，輸出到負載的電壓平均值UO最大為Ui，若減小占空比α，則UO隨之減小，由於輸出電壓低於輸入電壓，故稱該電路為降壓斬波電路。

2、升壓斬波電路

圖2：升壓斬波電路(Boost Chopper)原理圖及波形圖

如上圖2：升壓斬波電路原理圖及波形圖所示，電路也使用一個全控型器件V。由圖2中V的柵極電壓波形UGE可知，當V處於通態時，電源Ui向電感L1充電，充電電流基本恆定為I1，同時電容C1上的電壓向負載供電，因C1值很大，基本保持輸出電壓UO為恆值。設V處於通態的時間為ton，此階段電感L1上積蓄的能量為Ui*I1*ton。當V處於斷態時Ui和L1共同向電容C1充電，並向負載提供能量。設V處於斷態的時間為toff，則在此期間電感L1釋放的能量為(UO-Ui)*I1*toff。當電路工作於穩態時，一個周期T內電感L1積蓄的能量與釋放的能量相等，即：

上式中的T/toff≥1，輸出電壓高於電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。

3、升降壓斬波電路

圖3：升降壓斬波電路(Boost-Buck Chopper)原理圖及波形圖

如上圖3：升降壓斬波電路原理圖及波形圖所示，電路的基本工作原理是：當可控開關V處於通態時，電源Ui經V向電感L1供電使其貯存能量，同時C1維持輸出電壓UO基本恆定並向負載供電。此後，V關斷，電感L1中貯存的能量向負載釋放。可見，負載電壓為上負下正，與電源電壓極性相反。輸出電壓為：

若改變導通比α，則輸出電壓可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。當0<α<1/2時為降壓，當1/2<α<1時為升壓

4、Cuk斬波電路

圖4：Cuk斬波電路原理圖

如上圖4：Cuk斬波電路原理圖所示，電路的基本工作原理是：當可控開關V處於通態時，Ui—L1—V迴路和負載R—L2—C2—V迴路分別流過電流。當V處於斷態時，Ui—L1—C2—D迴路和負載R—L2—D迴路分別流過電流，輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。輸出電壓為：

若改變導通比α，則輸出電壓可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。當0<α<1/2時為降壓，當1/2<α<1時為升壓。

5、Sepic斬波電路

圖5：Sepic斬波電路原理圖

如上圖5：Sepic斬波電路:原理圖所示，電路的基本工作原理是：可控開關V處於通態時，Ui—L1—V迴路和C2—V—L2迴路同時導電，L1和L2貯能。當V處於斷態時，Ui—L1—C2—D—R迴路及L2—D—R迴路同時導電，此階段Ui和L1既向R供電，同時也向C2充電，C2貯存的能量在V處於通態時向L2轉移。輸出電壓為：

若改變導通比α，則輸出電壓可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。當0<α<1/2時為降壓，當1/2<α<1時為升壓。

6、Zeta斬波電路

圖6：Zeta斬波電路原理圖

如上圖6所示：Zeta斬波電路原理圖所示，電路的基本工作原理是：當可控開關V處於通態時，電源Ui經開關V向電感L1貯能。當V處於斷態後，L1經D與C2構成振盪迴路，其貯存的能量轉至C2，至振盪迴路電流過零，L1上的能量全部轉移至C2上之後，D關斷，C2經L2向負載R供電。輸出電壓為：

若改變導通比α，則輸出電壓可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。當0<α<1/2時為降壓，當1/2<α<1時為升壓。

㈡ 升壓斬波電路中的參數怎麼確定

3.1 基本斬波電路 重點：最基本的2種——降壓斬波電路和升壓斬波電路。3.1.1 降壓斬波電路 �0�1 斬波電路的典型用途之一是拖動直流電動機，也可帶蓄電池負載，兩種情況下負載中均會出現反電動勢，如圖3-1中Em所示�0�1 工作原理，兩個階段�0�5 t=0時V導通，E向負載供電，uo=E，io按指數曲線上升�0�5 t=t1時V關斷，io經VD續流，uo近似為零，io呈指數曲線下降�0�5 為使io連續且脈動小，通常使L值較大圖3-1 降壓斬波電路的原理圖及波形a）電路圖 b）電流連續時的波形 c）電流斷續時的波形�0�1 數量關系電流連續時，負載電壓平均值 （3-1）a——導通占空比，簡稱占空比或導通比Uo最大為E，減小a，Uo隨之減小——降壓斬波電路。也稱為Buck變換器（Buck Converter）。負載電流平均值 （3-2）電流斷續時，uo平均值會被抬高，一般不希望出現�0�1 斬波電路三種控制方式（1）脈沖寬度調制（PWM）或脈沖調寬型——T不變，調節ton（2）頻率調制或調頻型——ton不變，改變T（3）混合型——ton和T都可調，使占空比改變其中PWM控制方式應用最多�0�1 基於「分段線性」的思想，可對降壓斬波電路進行解析3.1.2 升壓斬波電路 1. 升壓斬波電路的基本原理圖3-2 升壓斬波電路及其工作波形a）電路圖 b）波形 �0�1 工作原理�0�5 假設L值、C值很大�0�5 V通時，E向L充電，充電電流恆為I1，同時C的電壓向負載供電，因C值很大，輸出電壓uo為恆值，記為Uo。設V通的時間為ton，此階段L上積蓄的能量為EI1ton�0�5 V斷時，E和L共同向C充電並向負載R供電。設V斷的時間為toff，則此期間電感L釋放能量為
�0�5 穩態時，一個周期T中L積蓄能量與釋放能量相等 （3-20）化簡得： （3-21），輸出電壓高於電源電壓，故稱升壓斬波電路。也稱之為boost變換器——升壓比，調節其即可改變Uo。將升壓比的倒數記作b，即 。b和導通占空比a有如下關系： （3-22）因此，式（3-21）可表示為 （3-23）�0�1 升壓斬波電路能使輸出電壓高於電源電壓的原因�0�5 L儲能之後具有使電壓泵升的作用�0�5 電容C可將輸出電壓保持住2. 升壓斬波電路的典型應用�0�5 直流電動機傳動�0�5 單相功率因數校正（Power Factor Correction—PFC）電路�0�5 用於其他交直流電源中圖3-3 用於直流電動機回饋能量的升壓斬波電路及其波形a） 電路圖 b） 電流連續時 c） 電流斷續時�0�1 用於直流電動機傳動時�0�5 通常用於直流電動機再生制動時把電能回饋給直流電源�0�5 實際L值不可能為無窮大，因此有電動機電樞電流連續和斷續兩種工作狀態�0�5 電機反電動勢相當於圖3-2中的電源，此時直流電源相當於圖3-2中的負載。由於直流電源的電壓基本是恆定的，因此不必並聯電容器。�0�1 電路分析基於「分段線性」的思想進行解析V處於通態時，設電動機電樞電流為i1，得下式 （3-27）式中R為電機電樞迴路電阻與線路電阻之和。設i1的初值為I10，解上式得 （3-28）當V處於斷態時，設電動機電樞電流為i2，得下式： （3-29）設i2的初值為I20，解上式得： （3-30）當電流連續時，從圖3-3b的電流波形可看出，t=ton時刻i1=I20，t=toff時刻i2=I10，由此可得： （3-33） （3-34）把上面兩式用泰勒級數線性近似，得 （3-35）該式表示了L為無窮大時電樞電流的平均值Io，即 （3-36）對電流斷續工作狀態的進一步分析可得出：電流連續的條件為 （3-38）根據此式可對電路的工作狀態作出判斷。3.1.3 升降壓斬波電路和Cuk斬波電路 1. 升降壓斬波電路圖3-4 升降壓斬波電路及其波形a）電路圖 b）波形設L值很大，C值也很大。使電感電流iL和電容電壓即負載電壓uo基本為恆值。�0�1 基本工作原理�0�5 V通時，電源E經V向L供電使其貯能，此時電流為i1。同時，C維持輸出電壓恆定並向負載R供電。�0�5 V斷時，L的能量向負載釋放，電流為i2。負載電壓極性為上負下正，與電源電壓極性相反，該電路也稱作反極性斬波電路穩態時，一個周期T內電感L兩端電壓uL對時間的積分為零，即 （3-39）當V處於通態期間，uL = E；而當V處於斷態期間，uL = - uo。於是： （3-40）所以輸出電壓為： （3-41）改變a，輸出電壓既可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。 當0<a <1/2時為降壓 當1/2<a <1時為升壓 因此稱作升降壓斬波電路。或稱之為buck-boost 變換器。2. Cuk斬波電路圖3-5所示為Cuk斬波電路的原理圖及其等效電路。圖3-5 Cuk斬波電路及其等效電路a） 電路圖 b） 等效電路�0�5 V通時，E—L1—V迴路和R—L2—C—V迴路分別流過電流�0�5 V斷時，E—L1—C—VD迴路和R—L2—VD迴路分別流過電流�0�5 輸出電壓的極性與電源電壓極性相反�0�5 等效電路如圖3-5b所示，相當於開關S在A、B兩點之間交替切換穩態時電容C的電流在一周期內的平均值應為零，也就是其對時間的積分為零，即 （3-45）在圖3-5b的等效電路中，開關S合向B點時間即V處於通態的時間ton，則電容電流和時間的乘積為I2ton。開關S合向A點的時間為V處於斷態的時間toff，則電容電流和時間的乘積為I1 toff。由此可得 （3-46）從而可得 （3-47）當電容C很大使電容電壓uC的脈動足夠小時，輸出電壓Uo與輸入電壓E的關系可用以下方法求出：當開關S合到B點時，B點電壓uB=0，A點電壓uA= -uC；當S合到A點時，uB= uC，uA=0因此，B點電壓uB的平均值為 （UC為電容電壓uC的平均值），又因電感L1的電壓平均值為零，所以 。另一方面，A點的電壓平均值為 ，且L2的電壓平均值為零，按圖3-5b中輸出電壓Uo的極性，有 。於是可得出輸出電壓Uo與電源電壓E的關系： （3-48）這一輸入輸出關系與升降壓斬波電路時的情況相同。�0�1 優點（與升降壓斬波電路相比）： 輸入電源電流和輸出負載電流都是連續的，且脈動很小，有利於對輸入、輸出進行濾波。3.1.4 Sepic斬波電路和Zeta斬波電路 圖3-6分別給出了Sepic斬波電路和Zeta斬波電路的原理圖。圖3-6 Sepic斬波電路和Zeta斬波電路a）Sepic斬波電路 b）Zeta斬波電路Sepic斬波電路的基本工作原理是：當V處於通態時，E—L1—V迴路和C1—V—L2迴路同時導電，L1和L2貯能。V處於斷態時，E—L1—C1—VD—負載（C2和R）迴路及L2—VD—負載迴路同時導電，此階段E和L1既向負載供電，同時也向C1充電，C1貯存的能量在V處於通態時向L2轉移。Sepic斬波電路的輸入輸出關系由下式給出： （3-49）Zeta斬波電路也稱雙Sepic斬波電路，其基本工作原理是：在V處於通態期間，電源E經開關V向電感L1貯能。同時，E和C1共同向負載R供電，並向C2充電。待V關斷後，L1經VD向C1沖電，其貯存的能量轉移至C1。同時，C2向負載供電，L2的電流則經VD續流。Zeta斬波電路的輸入輸出關系為： （3-50）兩種電路相比，具有相同的輸入輸出關系。Sepic電路中，電源電流和負載電流均連續，有利於輸入、輸出濾波，反之，Zeta電路的輸入、輸出電流均是斷續的。另外，與前一小節所述的兩種電路相比，這里的兩種電路輸出電壓為正極性的，且輸入輸出關系相同。

㈢ 解釋降壓斬波電路和升壓斬波電路的電容、電感、二極體各起什麼作用

升壓斬波電路：電感L儲能，具有使電壓泵升的作用；電容C可將輸出電壓保持住；二極體可以防止在電源E給電容L充電或電容C放電的時候與通態的可控開關V短路。

降壓斬波電路：二極體可在可控開關關斷時給負載中電感電流提供通道。

用斬波器實現直流變換的基本思想是通過對電力電子開關器件的快速通、斷控制把恆定的直流電壓或電流斬切成一系列的脈沖電壓或電流。

在一定濾波的條件下，在負載上可以獲得平均值可小於或大於電源的電壓或電流。如果改變開關器件通、斷的動作頻率，或改變開關器件通、斷的時間比例，就可以改變這一脈沖序列的脈沖寬度，以實現輸出電壓、電流平均值的調節。

(3)升降壓斬波電路原理擴展閱讀：

從原理上講，有源功率因數校正可以採用任一種直流斬波電路的拓撲結構，如Buck 、Boost、Sepic及Cuk等。以Boost電路為例，採用峰值電流控制方法實現的有源功率因數校正（PFC）的工作原理。主電路由單相橋式整流器和Boos斬波電路組成，虛線框內為PWM控制電路。

給定的參考電壓Uref與經檢測電路變換的輸出電壓Uo比較後，輸入給電壓誤差放大；整流電壓ud的檢測值與電壓誤差放大器的輸出信號共同加到乘法器的輸入端，乘法器的輸出則作為電流反饋控制的參考信號。

與輸入電流檢測值比較後，產生PWM信號，經放大和隔離為IGBT提供刪極驅動信號，以控制開關器件T的通斷，從而使輸入電流(即電感電流)iL的波形與整流電壓ud的波形基本保持一致，從而提高了輸入端的功率因數。

㈣ 升降壓斬波電路原理是什麼啊簡單我文字描述就好了

瞬間改變電感的電流，從而在電感上產生較高的反向電壓，疊加了源電壓以後，經過電容積分/濾波電壓就升高了。

㈤ 關於升壓斬波電路電流問題

隨著電力電子技術的迅速發展，高壓開關穩壓電源已廣泛用於計算機、通信、工業加工和航空航天等領域。所有的電力設備都需要良好穩定的供電，而外部提供的能源大多為交流，電源設備擔負著把交流電源轉換為電子設備所需的各種類別直流任務。但有時所供的直流電壓不符合設備需要，仍需變換，稱為DC/DC變換。直流斬波電路作為直流電變成另一種固定電壓的DC-DC變換器，在直流傳動系統。、充電蓄電電路、開關電源、電力電子變換裝置及各種用電設備中得到普通的應用。隨之出現了諸如降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、復合斬波電路等多種方式的變換電路。直流斬波技術已被廣泛運用開關電源及直流電動機驅動中，使其控制獲得加速平穩、快速響應、節約電能的效果。全控型電力電子器件IGBT在牽引電傳動電能傳輸與變換、有源濾波能領域得到了廣泛的應用。但以IGBT為功率器件的直流斬波電路在實際應用中需要注意以下問題：

（1）系統損耗的問；

（2）柵極電阻；

（3）驅動電路實現過流過壓保護的問題。

直流斬波電路實際上採用的就是PWM技術，這種電路把直流電壓斬成一系列脈沖，改變脈沖的占空比來獲得所需要的輸出電壓。PWM控制方式是目前才用最廣泛的一種控制方式，它具有良好的調整特性。隨電子技術的發展，近年來已發展各種集成式控制晶元，這種晶元只需外接少量元器件就可以工作，這不但簡化設計，還大幅度的減少元器件數量、連線和焊點

斬波器是一種將電壓值固定的直流電，轉換為另一固定電壓或可調電壓的裝置，一般是指直流對直流的轉換。斬波電路是斬波器的核心組成部分，負責將輸入電壓轉換成目標輸出電壓。根據輸入輸出電壓大小、極性，斬波電路可分為降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路等

升壓斬波工作原理

假設L和C值很大。V處於通態時，電源E向電感L充電，電流恆定I1，電容C向負載R供電，輸出電壓Uo恆定。

V處於斷態時，電源E和電感L同時向電容C充電，並向負載提供能量。

㈥ 升降壓斬波電路什麼時候升壓什麼時候降壓

輸入電壓高於輸出電壓時，實現降壓。輸入電壓低於輸出電壓時，實現升壓。斬波電路（又叫直流斬波電路）是指在電力運用中，出於某種需要，將正弦波的一部分"斬掉"，在輸入電壓豎緩配高於輸出電壓時，實現降壓。輸入電壓低於輸出電壓時，實現升壓。升降壓電路可以靈余指活的改變電壓的高低,還可以改變電壓的極性,因此常用於電池供電設備中產生負電哪伍源的設備和各種開關 穩壓器。其原理圖即為降壓與升壓斬波電路串聯而成的。

㈦ 簡述升降壓斬波電路和cuk斬波電路的基本原理比較其異同點

基本思想是控制晶閥管的導通時間和方向 從而得到不同平均值的電壓 你可以找本電力電子的書看看

㈧ 直流斬波電路的工作原理是什麼有哪些結構形式和主要元器件

在原有的直流信號基礎上（示波器顯示為一條水平直線），用一個電子開關按一定頻率不斷開關，這樣的話，原有的直流波形就成了一個類似方波的東西，相當於原來的直線被斬成了很多段.

最簡單的斬波就是在直流通路上，加一個電子開關，用三極體，場效應管都可以。

但是控制電子開關的信號，一般都要靠其他電路來提供，比如方波發生器，單片機等等。

直接將直流變成直流的情況，不包括直流-交流-直流的情況；直流斬波電路的種類很多，包括6種基本斬波電路：降壓斬波電路，升壓斬波電路，升降壓斬波電路，Cuk斬波電路，Sepic斬波電路，Zeta斬波電路，前兩種是最基本電路。

(8)升降壓斬波電路原理擴展閱讀：

用斬波器實現直流變換的基本思想是通過對電力電子開關器件的快速通、斷控制把恆定的直流電壓或電流斬切成一系列的脈沖電壓或電流，在一定濾波的條件下，在負載上可以獲得平均值可小於或大於電源的電壓或電流。

如果改變開關器件通、斷的動作頻率，或改變開關器件通、斷的時間比例，就可以改變這一脈沖序列的脈沖寬度，以實現輸出電壓、電流平均值的調節。

在大多中小容量的直流調速控制系統中，一般採用調節直流電動機電樞電壓達到調速目的。常用的調速方案有兩種：一是採用可控整流電路（如晶閘管整流電路）得到可以調節的直流電壓供給電動機；另一種則是用不可控整流電路得到恆定的直流電壓，再通過直流斬波的方式進行調壓。