升降压斩波电路原理

㈠ 试分析降压斩波电路中各元件起到的作用是什么

六种斩波电路原理分析

1、降压斩波电路

图1：降压斩波电路(Buck Chopper)原理图及波形图

如上图1：降压斩波电路原理图及波形图所示，图中V为全控型器件，选用IGBT;D为续流二极管。由图1中V的栅极电压波形UGE可知，当V处于通态时，电源Ui向负载供电，UD=Ui。当V处于断态时，负载电流经二极管D续流，电压UD近似为零，至一个周期T结束，再驱动V导通，重复上一周期的过程。负载电压的平均值为：

式中ton为V处于通态的时间，toff为V处于断态的时间，T为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=ton/T)。由此可知，输出到负载的电压平均值UO最大为Ui，若减小占空比α，则UO随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。

2、升压斩波电路

图2：升压斩波电路(Boost Chopper)原理图及波形图

如上图2：升压斩波电路原理图及波形图所示，电路也使用一个全控型器件V。由图2中V的栅极电压波形UGE可知，当V处于通态时，电源Ui向电感L1充电，充电电流基本恒定为I1，同时电容C1上的电压向负载供电，因C1值很大，基本保持输出电压UO为恒值。设V处于通态的时间为ton，此阶段电感L1上积蓄的能量为Ui*I1*ton。当V处于断态时Ui和L1共同向电容C1充电，并向负载提供能量。设V处于断态的时间为toff，则在此期间电感L1释放的能量为(UO-Ui)*I1*toff。当电路工作于稳态时，一个周期T内电感L1积蓄的能量与释放的能量相等，即：

上式中的T/toff≥1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。

3、升降压斩波电路

图3：升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)原理图及波形图

如上图3：升降压斩波电路原理图及波形图所示，电路的基本工作原理是：当可控开关V处于通态时，电源Ui经V向电感L1供电使其贮存能量，同时C1维持输出电压UO基本恒定并向负载供电。此后，V关断，电感L1中贮存的能量向负载释放。可见，负载电压为上负下正，与电源电压极性相反。输出电压为：

若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压

4、Cuk斩波电路

图4：Cuk斩波电路原理图

如上图4：Cuk斩波电路原理图所示，电路的基本工作原理是：当可控开关V处于通态时，Ui—L1—V回路和负载R—L2—C2—V回路分别流过电流。当V处于断态时，Ui—L1—C2—D回路和负载R—L2—D回路分别流过电流，输出电压的极性与电源电压极性相反。输出电压为：

若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。

5、Sepic斩波电路

图5：Sepic斩波电路原理图

如上图5：Sepic斩波电路:原理图所示，电路的基本工作原理是：可控开关V处于通态时，Ui—L1—V回路和C2—V—L2回路同时导电，L1和L2贮能。当V处于断态时，Ui—L1—C2—D—R回路及L2—D—R回路同时导电，此阶段Ui和L1既向R供电，同时也向C2充电，C2贮存的能量在V处于通态时向L2转移。输出电压为：

若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。

6、Zeta斩波电路

图6：Zeta斩波电路原理图

如上图6所示：Zeta斩波电路原理图所示，电路的基本工作原理是：当可控开关V处于通态时，电源Ui经开关V向电感L1贮能。当V处于断态后，L1经D与C2构成振荡回路，其贮存的能量转至C2，至振荡回路电流过零，L1上的能量全部转移至C2上之后，D关断，C2经L2向负载R供电。输出电压为：

若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。

㈡ 升压斩波电路中的参数怎么确定

3.1 基本斩波电路 重点：最基本的2种——降压斩波电路和升压斩波电路。3.1.1 降压斩波电路 �0�1 斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种情况下负载中均会出现反电动势，如图3-1中Em所示�0�1 工作原理，两个阶段�0�5 t=0时V导通，E向负载供电，uo=E，io按指数曲线上升�0�5 t=t1时V关断，io经VD续流，uo近似为零，io呈指数曲线下降�0�5 为使io连续且脉动小，通常使L值较大图3-1 降压斩波电路的原理图及波形a）电路图 b）电流连续时的波形 c）电流断续时的波形�0�1 数量关系电流连续时，负载电压平均值 （3-1）a——导通占空比，简称占空比或导通比Uo最大为E，减小a，Uo随之减小——降压斩波电路。也称为Buck变换器（Buck Converter）。负载电流平均值 （3-2）电流断续时，uo平均值会被抬高，一般不希望出现�0�1 斩波电路三种控制方式（1）脉冲宽度调制（PWM）或脉冲调宽型——T不变，调节ton（2）频率调制或调频型——ton不变，改变T（3）混合型——ton和T都可调，使占空比改变其中PWM控制方式应用最多�0�1 基于“分段线性”的思想，可对降压斩波电路进行解析3.1.2 升压斩波电路 1. 升压斩波电路的基本原理图3-2 升压斩波电路及其工作波形a）电路图 b）波形 �0�1 工作原理�0�5 假设L值、C值很大�0�5 V通时，E向L充电，充电电流恒为I1，同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压uo为恒值，记为Uo。设V通的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为EI1ton�0�5 V断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为toff，则此期间电感L释放能量为
�0�5 稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等 （3-20）化简得： （3-21），输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。也称之为boost变换器——升压比，调节其即可改变Uo。将升压比的倒数记作b，即 。b和导通占空比a有如下关系： （3-22）因此，式（3-21）可表示为 （3-23）�0�1 升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因�0�5 L储能之后具有使电压泵升的作用�0�5 电容C可将输出电压保持住2. 升压斩波电路的典型应用�0�5 直流电动机传动�0�5 单相功率因数校正（Power Factor Correction—PFC）电路�0�5 用于其他交直流电源中图3-3 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形a） 电路图 b） 电流连续时 c） 电流断续时�0�1 用于直流电动机传动时�0�5 通常用于直流电动机再生制动时把电能回馈给直流电源�0�5 实际L值不可能为无穷大，因此有电动机电枢电流连续和断续两种工作状态�0�5 电机反电动势相当于图3-2中的电源，此时直流电源相当于图3-2中的负载。由于直流电源的电压基本是恒定的，因此不必并联电容器。�0�1 电路分析基于“分段线性”的思想进行解析V处于通态时，设电动机电枢电流为i1，得下式 （3-27）式中R为电机电枢回路电阻与线路电阻之和。设i1的初值为I10，解上式得 （3-28）当V处于断态时，设电动机电枢电流为i2，得下式： （3-29）设i2的初值为I20，解上式得： （3-30）当电流连续时，从图3-3b的电流波形可看出，t=ton时刻i1=I20，t=toff时刻i2=I10，由此可得： （3-33） （3-34）把上面两式用泰勒级数线性近似，得 （3-35）该式表示了L为无穷大时电枢电流的平均值Io，即 （3-36）对电流断续工作状态的进一步分析可得出：电流连续的条件为 （3-38）根据此式可对电路的工作状态作出判断。3.1.3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 1. 升降压斩波电路图3-4 升降压斩波电路及其波形a）电路图 b）波形设L值很大，C值也很大。使电感电流iL和电容电压即负载电压uo基本为恒值。�0�1 基本工作原理�0�5 V通时，电源E经V向L供电使其贮能，此时电流为i1。同时，C维持输出电压恒定并向负载R供电。�0�5 V断时，L的能量向负载释放，电流为i2。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路稳态时，一个周期T内电感L两端电压uL对时间的积分为零，即 （3-39）当V处于通态期间，uL = E；而当V处于断态期间，uL = - uo。于是： （3-40）所以输出电压为： （3-41）改变a，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 <1/2时为降压 当1/2<a <1时为升压 因此称作升降压斩波电路。或称之为buck-boost 变换器。2. Cuk斩波电路图3-5所示为Cuk斩波电路的原理图及其等效电路。图3-5 Cuk斩波电路及其等效电路a） 电路图 b） 等效电路�0�5 V通时，E—L1—V回路和R—L2—C—V回路分别流过电流�0�5 V断时，E—L1—C—VD回路和R—L2—VD回路分别流过电流�0�5 输出电压的极性与电源电压极性相反�0�5 等效电路如图3-5b所示，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 （3-45）在图3-5b的等效电路中，开关S合向B点时间即V处于通态的时间ton，则电容电流和时间的乘积为I2ton。开关S合向A点的时间为V处于断态的时间toff，则电容电流和时间的乘积为I1 toff。由此可得 （3-46）从而可得 （3-47）当电容C很大使电容电压uC的脉动足够小时，输出电压Uo与输入电压E的关系可用以下方法求出：当开关S合到B点时，B点电压uB=0，A点电压uA= -uC；当S合到A点时，uB= uC，uA=0因此，B点电压uB的平均值为 （UC为电容电压uC的平均值），又因电感L1的电压平均值为零，所以 。另一方面，A点的电压平均值为 ，且L2的电压平均值为零，按图3-5b中输出电压Uo的极性，有 。于是可得出输出电压Uo与电源电压E的关系： （3-48）这一输入输出关系与升降压斩波电路时的情况相同。�0�1 优点（与升降压斩波电路相比）： 输入电源电流和输出负载电流都是连续的，且脉动很小，有利于对输入、输出进行滤波。3.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 图3-6分别给出了Sepic斩波电路和Zeta斩波电路的原理图。图3-6 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路a）Sepic斩波电路 b）Zeta斩波电路Sepic斩波电路的基本工作原理是：当V处于通态时，E—L1—V回路和C1—V—L2回路同时导电，L1和L2贮能。V处于断态时，E—L1—C1—VD—负载（C2和R）回路及L2—VD—负载回路同时导电，此阶段E和L1既向负载供电，同时也向C1充电，C1贮存的能量在V处于通态时向L2转移。Sepic斩波电路的输入输出关系由下式给出： （3-49）Zeta斩波电路也称双Sepic斩波电路，其基本工作原理是：在V处于通态期间，电源E经开关V向电感L1贮能。同时，E和C1共同向负载R供电，并向C2充电。待V关断后，L1经VD向C1冲电，其贮存的能量转移至C1。同时，C2向负载供电，L2的电流则经VD续流。Zeta斩波电路的输入输出关系为： （3-50）两种电路相比，具有相同的输入输出关系。Sepic电路中，电源电流和负载电流均连续，有利于输入、输出滤波，反之，Zeta电路的输入、输出电流均是断续的。另外，与前一小节所述的两种电路相比，这里的两种电路输出电压为正极性的，且输入输出关系相同。

㈢ 解释降压斩波电路和升压斩波电路的电容、电感、二极管各起什么作用

升压斩波电路：电感L储能，具有使电压泵升的作用；电容C可将输出电压保持住；二极管可以防止在电源E给电容L充电或电容C放电的时候与通态的可控开关V短路。

降压斩波电路：二极管可在可控开关关断时给负载中电感电流提供通道。

用斩波器实现直流变换的基本思想是通过对电力电子开关器件的快速通、断控制把恒定的直流电压或电流斩切成一系列的脉冲电压或电流。

在一定滤波的条件下，在负载上可以获得平均值可小于或大于电源的电压或电流。如果改变开关器件通、断的动作频率，或改变开关器件通、断的时间比例，就可以改变这一脉冲序列的脉冲宽度，以实现输出电压、电流平均值的调节。

(3)升降压斩波电路原理扩展阅读：

从原理上讲，有源功率因数校正可以采用任一种直流斩波电路的拓扑结构，如Buck 、Boost、Sepic及Cuk等。以Boost电路为例，采用峰值电流控制方法实现的有源功率因数校正（PFC）的工作原理。主电路由单相桥式整流器和Boos斩波电路组成，虚线框内为PWM控制电路。

给定的参考电压Uref与经检测电路变换的输出电压Uo比较后，输入给电压误差放大；整流电压ud的检测值与电压误差放大器的输出信号共同加到乘法器的输入端，乘法器的输出则作为电流反馈控制的参考信号。

与输入电流检测值比较后，产生PWM信号，经放大和隔离为IGBT提供删极驱动信号，以控制开关器件T的通断，从而使输入电流(即电感电流)iL的波形与整流电压ud的波形基本保持一致，从而提高了输入端的功率因数。

㈣ 升降压斩波电路原理是什么啊简单我文字描述就好了

瞬间改变电感的电流，从而在电感上产生较高的反向电压，叠加了源电压以后，经过电容积分/滤波电压就升高了。

㈤ 关于升压斩波电路电流问题

随着电力电子技术的迅速发展，高压开关稳压电源已广泛用于计算机、通信、工业加工和航空航天等领域。所有的电力设备都需要良好稳定的供电，而外部提供的能源大多为交流，电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流任务。但有时所供的直流电压不符合设备需要，仍需变换，称为DC/DC变换。直流斩波电路作为直流电变成另一种固定电压的DC-DC变换器，在直流传动系统。、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。直流斩波技术已被广泛运用开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波能领域得到了广泛的应用。但以IGBT为功率器件的直流斩波电路在实际应用中需要注意以下问题：

（1）系统损耗的问；

（2）栅极电阻；

（3）驱动电路实现过流过压保护的问题。

直流斩波电路实际上采用的就是PWM技术，这种电路把直流电压斩成一系列脉冲，改变脉冲的占空比来获得所需要的输出电压。PWM控制方式是目前才用最广泛的一种控制方式，它具有良好的调整特性。随电子技术的发展，近年来已发展各种集成式控制芯片，这种芯片只需外接少量元器件就可以工作，这不但简化设计，还大幅度的减少元器件数量、连线和焊点

斩波器是一种将电压值固定的直流电，转换为另一固定电压或可调电压的装置，一般是指直流对直流的转换。斩波电路是斩波器的核心组成部分，负责将输入电压转换成目标输出电压。根据输入输出电压大小、极性，斩波电路可分为降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路等

升压斩波工作原理

假设L和C值很大。V处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。

V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。

㈥ 升降压斩波电路什么时候升压什么时候降压

输入电压高于输出电压时，实现降压。输入电压低于输出电压时，实现升压。斩波电路（又叫直流斩波电路）是指在电力运用中，出于某种需要，将正弦波的一部分"斩掉"，在输入电压竖缓配高于输出电压时，实现降压。输入电压低于输出电压时，实现升压。升降压电路可以灵余指活的改变电压的高低,还可以改变电压的极性,因此常用于电池供电设备中产生负电哪伍源的设备和各种开关 稳压器。其原理图即为降压与升压斩波电路串联而成的。

㈦ 简述升降压斩波电路和cuk斩波电路的基本原理比较其异同点

基本思想是控制晶阀管的导通时间和方向 从而得到不同平均值的电压 你可以找本电力电子的书看看

㈧ 直流斩波电路的工作原理是什么有哪些结构形式和主要元器件

在原有的直流信号基础上（示波器显示为一条水平直线），用一个电子开关按一定频率不断开关，这样的话，原有的直流波形就成了一个类似方波的东西，相当于原来的直线被斩成了很多段.

最简单的斩波就是在直流通路上，加一个电子开关，用三极管，场效应管都可以。

但是控制电子开关的信号，一般都要靠其他电路来提供，比如方波发生器，单片机等等。

直接将直流变成直流的情况，不包括直流-交流-直流的情况；直流斩波电路的种类很多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路。

(8)升降压斩波电路原理扩展阅读：

用斩波器实现直流变换的基本思想是通过对电力电子开关器件的快速通、断控制把恒定的直流电压或电流斩切成一系列的脉冲电压或电流，在一定滤波的条件下，在负载上可以获得平均值可小于或大于电源的电压或电流。

如果改变开关器件通、断的动作频率，或改变开关器件通、断的时间比例，就可以改变这一脉冲序列的脉冲宽度，以实现输出电压、电流平均值的调节。

在大多中小容量的直流调速控制系统中，一般采用调节直流电动机电枢电压达到调速目的。常用的调速方案有两种：一是采用可控整流电路（如晶闸管整流电路）得到可以调节的直流电压供给电动机；另一种则是用不可控整流电路得到恒定的直流电压，再通过直流斩波的方式进行调压。