直流斩波电路(DC Chopper)的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电,也称直流-直流变换器,直流斩波电路一般是指将固定的直流电变成可调直流电。
1.单向斩波电路
如图2.41 所示,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2.41 (a)所示。为使io连续且脉动小,通常使L 值较大。
输入、输出的电压关系:
电流连续时,负载电压平均值为
图2.41 斩波电路原理
(a)基本电路图; (b)电流连续时的波形图;(c)电流不连续时的波形图
A=ton/T 称为导通占空比,简称占空比或导通比;UC为输入电压,图2.41 (a)中为E,即
高频大功率开关管在每个周期内全导通时,Uo为最大值E,通过控制高频大功率开关管的开关时间,减小A,Uo随之减小。这种斩波电路的电压只能往下调节,即降压斩波电路。
负载电流平均值为
电流断续时,Uo平均值会被抬高,一般不允许这种情况发生。(www.xing528.com)
斩波电路有三种控制方式:
(1)脉冲宽度调制(PWM)或脉冲调宽型——保持T 不变,调节ton,应用最多;
(2)频率调制或调频型——保持每个周期内ton不变,改变T 的大小;
(3)混合型——ton和T 都可调,使占空比改变。
2.可逆斩波电路
可逆斩波电路的特点是电枢电流可逆,但电源电压极性是单向的。
当需要直流电动机进行正、反转,即在可电动又可制动控制的场合,可采用桥式可逆斩波电路,如图2.42 所示。
(1)使V4保持导通时,通过PWM 方式控制V1,经过VD1续流,可使电动机工作于第一象限,此时电源向电动机提供正电压,即工作在正向电动状态。若EM大于E,通过VD2与VD3回馈电能,工作于正向再生制动状态; EM通过V2与VD3回路,可工作于正向能耗制动状态。
图2.42 桥式可逆斩波电路
(2)使V2保持导通时,通过PWM 方式控制V3,经过VD3续流,可使电动机工作于第三象限,此时电源向电动机提供负电压,即工作在反向电动状态。若EM大于E,通过VD4与VD1回馈电能,工作于反向再生制动状态; EM通过V4与VD1回路,可工作于反向能耗制动状态。
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