电阻和电感负载对斩波电路的影响

如果IGBT栅极施加图4-4b的驱动信号，IGBT在t=0时导通，导通时u_d=E。在t=t_off时IGBT关断，关断时电感L经二极管VD续流，u_d=0，斩波电路输出电压u_d的波形如图4-4d所示，输出平均电压为

式中，T为开关周期；为占空比，或称导通比。

改变占空比α，可以调节直流输出平均电压的大小。因为α≤1，U_d≤E，故该电路是降压斩波。

图4-4 直流降压斩波

在IGBT导通区间电流id经E+→VT→L→R→E-，而二极管VD截止，可列电路电压方程为

设i_d初始值为I₀₁，=R/L，解式（4-3）可得

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在该区间i_d从0或I₀₁上升，电感储能。当t=t_off时i_d达到I₂₀，同时IGBT关断。在VT关断期间，电感L经电流R和二极管VD续流，可得这时的回路电压方程为

设i_d初始值为I₂₀，可得

i_d波形如图4-4c所示，经过几个周期后，当每个导通周期有I₁₀=I₃₀，I₂₀=I₄₀，电路进入稳定状态。一般PWM调制的斩波电路，脉冲频率都比较高，在占空比α较大时，较小的电感L就可以使电流连续，且电流连续时，电流的脉动很小，可以认为电流i_d不变。在占空比α较小时，电感储能不足，仍会出现电流断续（见图4-4e、f）。

如果在负载R上并联电容，则相当于增加了电容滤波。在电容很大时，负载侧电压可视为恒值，但实际电容都是有限制的，负载侧电压仍会有脉动。

图4-5 直流降压斩波电动机负载（电流断续）