《新能源变换技术》课件——6.2 升降压式直流斩波电路、库克直流斩波电路和全桥式直流斩波电路.pptxVIP

新能源变换技术

升降压式直流斩波电路、库克直流斩波电路和全桥式直流斩波电路

升降压式直流斩波电路、库克直流斩波电路和全桥式直流斩波电路

3、升降压式直流斩波电路该电路结构是储能电感L与负载R并联，续流二极管VD反向串接在储能电感与负载之间。一、直流斩波电路（1）电路的结构

3、升降压式直流斩波电路①当开关VT导通时，电源E经VT给电感L充电储能，电感电压上正下负，此时VD被负载电压（下正上负）和电感电压反偏，流过VT的电流为i1（等于iL）。一、直流斩波电路（2）工作原理

3、升降压式直流斩波电路由于VD反偏截止，电容C向负载R供能并维持输出电压U0基本恒定，负载R及电容C上的电压极性为上负下正，与电源极性相反；一、直流斩波电路（2）工作原理

3、升降压式直流斩波电路②开关VT关断，电感L电压极性变反（上负下正），VD正偏导通，电感L的储能通过VD向负载R和电容C释放，放电电流为I2，电容C充电储能，负载R也得到电感L的能量。一、直流斩波电路（2）工作原理

一、光伏发电系统直流变换器的特点（3）基本数量关系电路处于稳态时，每个周期内电感电压uL对时间的积分值为零，即：在开关VT导通期间，有uL=E；而在VT截止期间，uL=-u0。于是有Eton=U0toff输出电压表达式可写成：

一、光伏发电系统直流变换器的特点（3）基本数量关系改变D输出电压既可高于输入电压，也可低于输入电压。当0D1/2时，斩波器输出电压低于输入电压，此时为降压变换；当1/2D1时，斩波器输出电压高于输入电压，此时为升压变换。

4、Cuk（库克）直流斩波电路Cuk斩波电路是升降压式斩波电路的改进电路。优点是直流输入电流和负载输出电流连续，脉动成分较小。一、直流斩波电路（1）电路的特点

4、Cuk（库克）直流斩波电路①当控制开关VT导通时，电源E经L1→VT回路给L1充电储能，C通过C→L2→R→VT回路向负载R输出电压，负载电压极性下正上负。一、直流斩波电路UL=E-U0（2）工作原理

4、Cuk（库克）直流斩波电路②当控制开关VT截止时，电源E通过L1→C→VD回路向电容C充电，极性为左正右负；L2通过L2→VD→R→L2回路向负载R输出电压，电压的极性为下正上负，与电源电压相反。一、直流斩波电路UL=E-U0（2）工作原理

（3）基本数量关系稳态时，电容C在一个周期内的平均电流为零，即：设电源电流i1的平均值为I1，负载电流i2的平均值为I2，开关S接通B点时相当于VT导通，如果导通时间为ton，则电容电流和时间的乘积为I2ton；开关S接通A点时相当于VT关断，如果关断时间为toff，则电容电流和时间的乘积为I1toff。一、直流斩波电路

（3）基本数量关系由电容C在一个周期内的平均电流为零的原理可写出表达式：从而可得：一、直流斩波电路

（3）基本数量关系忽略Cuk斩波电路内部元件L1、L2、C和VT的损耗，根据上图等效电路，可得到：电源输出的电能EI1等于负载上得到的电能U0I2，即：一、直流斩波电路由此可以得出输出电压U0与输人电压E的关系为：

5、全桥式直流斩波电路全桥斩波电路有两个桥臂，每个桥臂由两个斩波控制开关VT及与它们反并联的二极管组成。优点是变换器可以在四象限运行。一、直流斩波电路UL=E-U0（1）电路的特点全桥斩波电路

5、全桥式直流斩波电路如果变换器同一桥臂的两个开关管VT在任一时刻都不同时处于断开状态，则输出电压uo完全由开关管的状态决定。一、直流斩波电路UL=E-U0（2）工作原理全桥斩波电路

5、全桥式直流斩波电路负直流母线N为参考点，U点的电压uUN：一、直流斩波电路UL=E-U0（2）工作原理全桥斩波电路VT1导通正的负载电流io将流过VT1VD1导通负的负载电流io将流过VD1U点的电压：UUN=E

5、全桥式直流斩波电路类似地，当VT2导通时，负的负载电流io将流入VT2；或当VD2导通时，正的负载电流io将流过VD2，则U点的电压为：uUN=0。一、直流斩波电路UL=E-U0（2）工作原理全桥斩波电路

综上所述，uUN仅取决于桥臂U是上半部分导通还是下半部分导通，而与负载电流io的方向无关，因此UUN为：一、直流斩波电路式中，ton和toff分别是VT1的导通和断开时间，DVT1是开关管VT1的占空比。由此可知，UUN仅取决于输入电压E和VT1的占空比DVT1。

因此，输出电压Uo(=UUN-UVN)也与变换器的输入电压E、开关占空比DVT1