[畢業(yè)設(shè)計(jì)精品]降壓直流斬波電路實(shí)驗(yàn)裝置

1、電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：降壓直流斬波電路實(shí)驗(yàn)裝置院（系）： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 電氣094 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （簽字）起止時(shí)間：2011-12-26至2011-01-6課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：電氣學(xué) 號(hào)20學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)設(shè)計(jì)題目降壓直流斬波電路實(shí)驗(yàn)裝置課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)課題完成的設(shè)計(jì)任務(wù)及功能、要求、技術(shù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)功能為了電力電子技術(shù)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)此裝置，使學(xué)生通過該裝置測試、觀察直流斬波電路的各個(gè)參數(shù)及波形，應(yīng)用此裝置可驗(yàn)證降壓斬波的相關(guān)理論知識(shí)。設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)論證。2、整流電路設(shè)計(jì)。3、通過計(jì)算選擇

2、整流器件的具體型號(hào)。4、斬波電路設(shè)計(jì)。5、斬波器件選擇。6、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)或選擇。7、繪制相關(guān)電路圖。8、模擬實(shí)驗(yàn)或matlab仿真。9、完成4000字左右的設(shè)計(jì)說明書。技術(shù)參數(shù)1、交流電源：單相220v。2、前級(jí)整流輸出電壓限制在50v以內(nèi)。3、斬波輸出電流最大值2a。4、負(fù)載：純電阻90歐。5、斬波輸出直流電壓在1040v左右可調(diào)。工作計(jì)劃第1天：集中學(xué)習(xí)；第2天：收集資料；第3天：方案論證；第4天：整流電路設(shè)計(jì)；第5天：斬波電路設(shè)計(jì)；第6天：驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)；第7天：元器件具體選擇；第8天：在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試或matlab仿真；第9天：總結(jié)并撰寫說明書；第10天：答辯指導(dǎo)教師評(píng)語及成績平時(shí)： 論文質(zhì)

3、量： 答辯： 指導(dǎo)教師簽字： 總成績： 年 月 日目錄第1章 緒論4 1.1 降壓直流斬波電路的基本概念5 1.2 降壓直流斬波電路的發(fā)展. 5 第2章 降壓直流斬波斬波電路設(shè)計(jì)2.1 降壓斬波電路工作原理72.1.1降壓斬波電路（buck chopper）72.1.2 igbt驅(qū)動(dòng)電路選擇82.2 整流電路82.3 斬波信號(hào)產(chǎn)生電路92.3.1由分立元件組成的驅(qū)動(dòng)電路92.3.2集成驅(qū)動(dòng)電路10（2）電路原理圖及工作原理簡介11 2.4 最優(yōu)參數(shù)選擇13 2.4.1 整流電路部分13 2.4.2 斬波主電路部分13 2.5 生成總的電路圖15 2.5.1 總原理圖15 2.5.2 此電路的主

4、要功能16 2.6 保護(hù)電路16 2.6.1 整流橋電路部分16 2.6.2 驅(qū)動(dòng)電路部分17第3章 課程設(shè)計(jì)總結(jié).18 參考文獻(xiàn)18摘要直流斬波電路作為將直流電變成另一種固定電壓或可調(diào)電壓的 dc-dc 變換器 ,在直流傳動(dòng)系統(tǒng)、充電蓄電電路、開關(guān)電源、電力電子變換裝置及各種用電設(shè)備中得到普通的應(yīng)用.隨之出現(xiàn)了諸如降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、復(fù)合斬波電路等多種方式的變換電路 . 直流斬波技術(shù)已被廣泛用于開關(guān)電源及直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中，使其控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)、節(jié)約電能的效果。全控型電力電子器件igbt在牽引電傳動(dòng)電能傳輸與變換、有源濾波等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。tdc-1型學(xué)

5、習(xí)機(jī)是為了配合高等工科院校及高等?？萍夹g(shù)學(xué)校的“電力電子”或“半導(dǎo)體變流技術(shù)”等課程中的直流斬波電路實(shí)驗(yàn)并根據(jù)當(dāng)今電力電子技術(shù)的發(fā)展方向及應(yīng)用而設(shè)計(jì)的新型實(shí)驗(yàn)裝置。該學(xué)習(xí)機(jī)面板上畫有原理圖。各測試點(diǎn)均裝有測試探頭可以鉤住的端子。測試電壓及波形十分方便。使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中安全、方便、直觀地觀察到各種電壓、電流的波形及數(shù)據(jù)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以更加深入了解直流斬波電路的工作原理及其典型的應(yīng)用電 . 關(guān)鍵詞：直流；電力電子；變換電路； 第一章 摘要 1.1 直流斬波電路的介紹 直流變換技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于開關(guān)電源及直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中，如不間斷電源（ups）、無軌電車、地鐵列車、蓄電池供電的機(jī)動(dòng)車輛的無級(jí)變速及2

6、0世紀(jì)80年代興起的電動(dòng)汽車的控制。從而使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能，并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。直流變換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖-1所示。由于變速器的輸入是電網(wǎng)電壓經(jīng)不可控整流而來的直流電壓，所以直流斬波不僅能起到調(diào)壓的作用，同時(shí)還能起到有效地抑制網(wǎng)側(cè)諧波電流的作用。 直流變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.2 直流斬波電路的發(fā)展前景直流傳動(dòng)是斬波電路應(yīng)用的傳統(tǒng)領(lǐng)域，而開關(guān)電源則是斬波電路應(yīng)用的新領(lǐng)域，前者的應(yīng)用是逐漸萎縮，而后者的應(yīng)用方興未艾、欣欣向榮，是電力電子領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。 dc/dc變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。直流變換電路的用途非常廣泛，包括直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)、開關(guān)電源、單

7、相功率因數(shù)校正，以及用于其他領(lǐng)域的交直流電源。 斬波器的工作方式有：脈寬調(diào)制方式（ts不變，改變ton）和頻率調(diào)制方式（ton不變，改變ts）兩種。前者較為通用，后者容易產(chǎn)生干擾。當(dāng)今世界軟開關(guān)技術(shù)使得dc/dc變換器發(fā)生了質(zhì)得變化和飛躍。美國vicor公司設(shè)計(jì)制造得多種eci軟開關(guān)dc/dc變換器，最大輸出功率有300w、600w、800w等，相應(yīng)得功率密度為（6.2、10、17）w/cm3，效率為（8090）%。日本nemiclambda公司最新推出得一種采用軟開關(guān)技術(shù)得高頻開關(guān)電源模塊rm系列，其開關(guān)頻率為200300khz,功率密度已達(dá)27w/cm3，采用同步整流器（mos-fet代替

8、肖特基二極管），使整個(gè)電路效率提高到90%。 第二章 降壓直流斬波電路設(shè)計(jì)2.1 降壓斬波電路工作原理2.1.1降壓斬波電路（buck chopper） 電路的原理圖如圖2所示，圖2 降壓斬波電路主電路 此電路使用一個(gè)全控型器件v，圖中為igbt，若采用晶閘管，需設(shè)置使晶閘管關(guān)斷的輔助電路。并設(shè)置了續(xù)流二極管vd，在v關(guān)斷時(shí)給負(fù)載中電感電流提供通道。主要用于電子電路的供電電源，也可拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)或帶蓄電池負(fù)載等，后兩種情況下負(fù)載中均會(huì)出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)，如圖中em所示。 工作原理：當(dāng)t=0時(shí)刻驅(qū)動(dòng)v導(dǎo)通，電源e向負(fù)載供電，負(fù)載電壓uo=e，負(fù)載電流io按指數(shù)曲線上升。 當(dāng) t=t1時(shí)控制v關(guān)斷，二極

9、管vd續(xù)流，負(fù)載電壓uo近似為零，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降，通常串接較大電感l(wèi)使負(fù)載電流連續(xù)且脈動(dòng)小。 此電路的基本數(shù)量關(guān)系為： （1）電流連續(xù)時(shí) 負(fù)載電壓的平均值為 (1-1)式中，ton為v處于通態(tài)的時(shí)間，toff為v處于斷態(tài)的時(shí)間，t為開關(guān)周期，a為導(dǎo)通占空比，簡稱占空比或?qū)ū取Ｘ?fù)載電流平均值為 (1-2)（2）電流斷續(xù)時(shí)，負(fù)載電壓uo平均值會(huì)被抬高，一般不希望出現(xiàn)電流斷續(xù)的情況。 斬波電路有三種控制方式： 脈沖寬度調(diào)制（pwm）：保持開關(guān)周期t不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton， 頻率調(diào)制：保持開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton不變，改變開關(guān)周期t?；旌闲停簍on和t都可調(diào)，使占空比改變。2.1.2 igb

10、t驅(qū)動(dòng)電路選擇 igbt的門極驅(qū)動(dòng)條件密切地關(guān)系到他的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。門極電路的正偏壓ugs、負(fù)偏壓-ugs和門極電阻rg的大小，對(duì)igbt的通態(tài)電壓、開關(guān)、開關(guān)損耗、承受短路能力及du/dt電流等參數(shù)有不同程度的影響。其中門極正電壓ugs的變化對(duì)igbt的開通特性，負(fù)載短路能力和dugs/dt電流有較大的影響，而門極負(fù)偏壓對(duì)關(guān)斷特性的影響較大。同時(shí)，門極電路設(shè)計(jì)中也必須注意開通特性，負(fù)載短路能力和由dugs/dt電流引起的誤觸發(fā)等問題。根據(jù)上述分析，對(duì)igbt驅(qū)動(dòng)電路提出以下要求和條件： (1)由于是容性輸出輸出阻抗；因此ibgt對(duì)門極電荷集聚很敏感，驅(qū)動(dòng)電路必須可靠，要保證有一條低阻抗的放

11、電回路。(2)用低內(nèi)阻的驅(qū)動(dòng)源對(duì)門極電容充放電，以保證門及控制電壓ugs有足夠陡峭的前、后沿，使igbt的開關(guān)損耗盡量小。另外，igbt開通后，門極驅(qū)動(dòng)源應(yīng)提供足夠的功率，使igbt不至退出飽和而損壞。(3)門極電路中的正偏壓應(yīng)為+12+15v；負(fù)偏壓應(yīng)為-2v-10v。 (4)igbt 驅(qū)動(dòng)電路中的電阻rg對(duì)工作性能有較大的影響，rg較大，有利于抑制igbt 的電流上升率及電壓上升率，但會(huì)增加igbt 的開關(guān)時(shí)間和開關(guān)損耗；rg較小，會(huì)引起電流上升率增大，使igbt 誤導(dǎo)通或損壞。rg的具體數(shù)據(jù)與驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)及igbt 的容量有關(guān)，一般在幾歐幾十歐，小容量的igbt 其rg值較大。(5)驅(qū)

12、動(dòng)電路應(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力及對(duì)igbt 的自保護(hù)功能。igbt 的控制、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路等應(yīng)與其高速開關(guān)特性相匹配，另外，在未采取適當(dāng)?shù)姆漓o電措施情況下，igbt的ge極之間不能為開路。igbt驅(qū)動(dòng)電路分類驅(qū)動(dòng)電路分為：分立插腳式元件的驅(qū)動(dòng)電路；光耦驅(qū)動(dòng)電路；厚膜驅(qū)動(dòng)電路；專用集成塊驅(qū)動(dòng)電路。本文設(shè)計(jì)的電路采用的是專用集成塊驅(qū)動(dòng)電路。 igbt驅(qū)動(dòng)電路分析隨著微處理技術(shù)的發(fā)展(包括處理器、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)器件)，數(shù)字信號(hào)處理器以其優(yōu)越的性能在交流調(diào)速、運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。一般數(shù)字信號(hào)處理器構(gòu)成的控制系統(tǒng)， igbt驅(qū)動(dòng)信號(hào)由處理器集成的pwm模塊產(chǎn)生的。而pwm接口驅(qū)動(dòng)能力及其與igb

13、t的接口電路的設(shè)計(jì)直接影響到系統(tǒng)工作的可靠性。因此本文采用exb841設(shè)計(jì)出了一種可靠的igbt驅(qū)動(dòng)方案。本文將在斬波信號(hào)產(chǎn)生電路一節(jié)將分立元件組成的驅(qū)動(dòng)電路和集成驅(qū)動(dòng)電路做一下簡單的比較，以此來說明集成驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)越性。2.2 整流電路 本設(shè)計(jì)采用橋式電路整流：由四個(gè)二極管組成一個(gè)全橋整流電路. 對(duì)整流出來的電壓進(jìn)行傅里葉變換得，由整流電路出來的電壓含有較大的紋波，電壓質(zhì)量不太好，故需要進(jìn)行濾波。本電路采用rc濾波器,因?yàn)殡娙轂V波的直流輸出電壓uo與變壓器副邊電壓u2的比值比較大，而且適用在小電流、整流管的沖擊電流比較大的電路中。因此本電路選用電容濾波.因?yàn)楸倦娐芬笥蟹€(wěn)定的輸出因此還需用到

14、穩(wěn)壓二極管進(jìn)行穩(wěn)壓。整流電路的原理圖如圖3所示：圖3 整流電路圖輸入端接220v、50hz的市電，進(jìn)過變壓器t1（原線圈/副線圈為4/1）后輸出55v、50hz。當(dāng)同名端為正時(shí)d2、d5導(dǎo)通，d3、d4截止，電壓上正下負(fù)。當(dāng)同名端為負(fù)時(shí)d2、d5截止，d3、d4導(dǎo)通，電壓同樣是上正下負(fù)，從而實(shí)現(xiàn)整流。電感具有電流不能突變，通直流阻交流特性，因此串聯(lián)一個(gè)電感可以提高直流電壓品質(zhì)。而電容具有電壓不能突變，通交流阻直流特性，因此并聯(lián)一個(gè)大電容可以濾除雜波，減小紋波。結(jié)合兩種元器件的特性，組成上圖整流電路，可以得到比較理想的直流電壓（幅值為50v左右）。2.3 斬波信號(hào)產(chǎn)生電路 此電路主要用來驅(qū)動(dòng)ig

15、bt斬波。同其他的電力電子器件一樣，由分立元件組成的igbt驅(qū)動(dòng)電路也存在著可靠性問題。為此，目前已經(jīng)研制出多種專用的igbt集成驅(qū)動(dòng)電路。這些集成塊速度快，為了提高安全性，內(nèi)部設(shè)有保護(hù)電路。它還具有高抗干擾能力，可實(shí)現(xiàn)igbt的最優(yōu)驅(qū)動(dòng)。下面將分立元件組成的驅(qū)動(dòng)電路和集成驅(qū)動(dòng)電路做一下簡單的比較，以此來說明集成驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)越性。2.3.1由分立元件組成的驅(qū)動(dòng)電路 如圖4為由脈沖變壓器組成的柵極驅(qū)動(dòng)電路。其工作原理為：正向驅(qū)動(dòng)信號(hào)使vt1導(dǎo)通，電源電壓作用于脈沖變壓器一次側(cè)，二次電壓經(jīng)二極管vd2、vd3和門集電阻rg后作用于igbt，使igbt導(dǎo)通。晶體管vt2由于基極反向偏置而截至。 圖

16、4 由分立 元件組成的 驅(qū)動(dòng)電路 當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為零時(shí)，vt1截止，一次勵(lì)磁電流經(jīng)vd1和vs迅速衰減，使在脈沖間隙期間脈沖變壓器的磁通回零。變壓器二次側(cè)的反向電壓經(jīng)r2加到二極管vd2上。igbt門極結(jié)電容上的電荷經(jīng)rg和vt2放掉，r2為vt2的偏流電阻。 此電路的優(yōu)點(diǎn)：這種電路不用獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電源，驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡單，脈沖變化時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓幅值不變，可用于各種容量的igbt的驅(qū)動(dòng)。 此電路的缺點(diǎn)：截止時(shí)沒有門極反向電壓，抗干擾能力不強(qiáng)。這種電路適用于驅(qū)動(dòng)占空比小于50%的高頻場合。2.3.2集成驅(qū)動(dòng)電路（1）芯片介紹及功能原理圖 exb841芯片是單列直插式結(jié)構(gòu)，如圖5所示，各引腳的功能見表1。圖

17、5中3腳為驅(qū)動(dòng)的輸出端，通過電阻rg接被驅(qū)動(dòng)的igbt的柵極；4腳用于外接電容，防止電流保護(hù)電路的誤動(dòng)作；5腳為過電路保護(hù)電路的輸出信號(hào)，低電平有效；6腳接igbt的集電極，通過檢測uce的大小來判斷是否發(fā)生短路或集電極電流過大，從而進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)。exb841的功能塊圖如圖6所示。圖-5 exb841 芯片引腳圖引腳號(hào)功能引腳號(hào)功能1與用于反向偏置電源的濾波電容連接7、8懸空2電源（+20v）9電源地3驅(qū)動(dòng)輸出端10、11懸空4用于連接外部電容，以防止過流保護(hù)電路的誤動(dòng)作（絕大部分場合不需要此電路）14驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入（-）端5過流保護(hù)輸出端15驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入（+）端6集電極電壓輸出端表1 exb8

18、41的引腳功能表圖6 exb841的功能塊圖 （2）電路原理圖及工作原理簡介 圖7示出了exb841的電路原理圖，其結(jié)構(gòu)包含隔離放大、過電流保護(hù)和基準(zhǔn)電源三部分。隔離放大部分由光電耦合器iso01、晶體管vt2、vt4、vt5和阻容元件r1、c1、r2、r9組成。光電耦合器is01的隔離電壓可達(dá)2500vac。vt2為中間放大級(jí)，vt4和vt5組成的互補(bǔ)式推挽輸出可為igbt柵極提供導(dǎo)通和關(guān)斷電壓。晶體管vt1、vt3和穩(wěn)壓管vz1以及阻容元件r3r8、c2c4組成過電流保護(hù)部分，實(shí)現(xiàn)過電流檢測和延時(shí)保護(hù)。電阻r10、穩(wěn)壓管vz2與電容c5構(gòu)成5v基準(zhǔn)電源，為igbt的關(guān)斷提供-5v的反偏電壓

19、，同時(shí)也為輸入光耦合器is01提供副方電源.。 電路的工作過程簡述如下：當(dāng)14腳與15腳間流過的電流為零時(shí)，光電耦合器截止，a點(diǎn)為高電平，晶體管vt1、vt2導(dǎo)通，d點(diǎn)電位下降vt4截止、vt5導(dǎo)通。igbt的柵極電荷經(jīng)vt5迅速放電，使3腳電位降至0v，igbt由于ugs=-5v而可靠關(guān)斷。當(dāng)14腳與15腳間通過10ma電流時(shí)，光電耦合器導(dǎo)通，a點(diǎn)電位下降，vt1、vt2由導(dǎo)通變?yōu)榻刂埂t2截止導(dǎo)致d點(diǎn)電位升高，vt4導(dǎo)通，vt5截止。2腳電源經(jīng)vt4到3腳到rg到igbt,驅(qū)動(dòng)igbt的柵極，使igbt迅速導(dǎo)通。 當(dāng)igbt正常工作時(shí)，uce較小，隔離二極管vd2導(dǎo)通，穩(wěn)壓管vz1不會(huì)被

20、擊穿，vt3截止，c4被充電，使e點(diǎn)電位為電源電壓值（20v）并保持不變。一旦發(fā)生過電流或短路，igbt因承受大電流而退飽和，導(dǎo)致uce上升，vd2截止，vz1被擊穿使vt3導(dǎo)通，c4經(jīng)r7和vt3放電，e點(diǎn)及b點(diǎn)電位逐漸下降，vt4截止，vt5導(dǎo)通，使igbt被慢慢關(guān)斷從而得到保護(hù)。與此同時(shí)，5腳輸出低電平，將過流保護(hù)信號(hào)輸出。 使用此驅(qū)動(dòng)電路時(shí)應(yīng)注意以下問題： 輸入電路與輸出電路應(yīng)分開。即輸入電路（光電耦合器）接線遠(yuǎn)離輸出電路接線，以保證有適當(dāng)?shù)慕^緣強(qiáng)度和高的噪聲阻抗。驅(qū)動(dòng)電路與igbt柵到射極接線長度應(yīng)小于1m，并使用雙絞線以提高抗干擾能力。若集電極上有大的電壓尖脈沖產(chǎn)生，可增加?xùn)艠O串聯(lián)

21、電阻rg使尖脈沖較小。rg值的選擇可參考表2所給數(shù)據(jù)。igbt額定值600a10a15a30a50a75a100a150a200a300a400a1200v8v15v25v50v75v100v150v200vrg/歐姆250150825033251512825表2推薦的柵極串聯(lián)電阻rg的參考值 圖7 exb841的電路原理圖2.4最優(yōu)參數(shù)選擇2.4.1 整流電路部分整流橋二極管的選擇。在橋式整流電路中，每只二極管只在輸入電壓的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通，因此二極管的平均電流只有負(fù)載電阻上平均電流的一半，即id(av)=io(av)/2=0.45u2/rl在二極管不導(dǎo)通期間，承受反壓的最大值就是變壓器二次測

22、電壓u2的最大值，即 urm=1.414u2，根據(jù)上面的選擇原則可知選擇二極管的最大整流電流if(1.1io)/20.5(u2/rl);最大反向電壓ur1.12u2=1.1255=84.7v。濾波電容的選擇：c=(5t/2)/rl2.4.2 斬波主電路部分 igbt的選擇：因?yàn)楸倦娐吩O(shè)計(jì)的e=50v,因此根據(jù)表2可知所選igbt的額定電壓與額定電流分別為50v、100a。柵極串聯(lián)電阻rg的阻值：根據(jù)igbt的選擇，由表2可知rg的值為25。 其他元器件的選擇標(biāo)準(zhǔn)如下：對(duì)降壓斬波電路進(jìn)行解析 基于分時(shí)段線性電路這一思想，按v處于通態(tài)和處于斷態(tài)兩個(gè)過程來分析，初始條件分電流連續(xù)和斷續(xù)。 電流連續(xù)時(shí)

23、得出 （1-3） （1-4）式中， ， ， ， ，i10和i20分別是負(fù)載電流瞬時(shí)值的最小值和最大值。 把式（1-3）和式（1-4）用泰勒級(jí)數(shù)近似，可得 （1-5） 平波電抗器l為無窮大，此時(shí)負(fù)載電流最大值、最小值均等于平均值。 （1-5）所示的關(guān)系還可從能量傳遞關(guān)系簡單地推得，一個(gè)周期中，忽略電路中的損耗，則電源提供的能量與負(fù)載消耗的能量相等，即 則假設(shè)電源電流平均值為i1，則有 其值小于等于負(fù)載電流io，由上式得 即輸出功率等于輸入功率，可將降壓斬波器看作直流降壓變壓器。電流斷續(xù)時(shí)有i10=0，且t=ton+tx時(shí)，i2=0，可以得出 當(dāng)時(shí)，電路為電流斷續(xù)工作狀態(tài)，是電流斷續(xù)的條件，即 輸

24、出電壓平均值為 負(fù)載電流平均值為 根據(jù)上式可對(duì)電路的工作狀態(tài)做出判斷。該式也是最優(yōu)參數(shù)選擇的依據(jù)。2.5 生成總的電路圖2.5.1 總原理圖 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，有源功率因數(shù)校正(apfc)技術(shù)已經(jīng)能有效地抑制輸入電流的諧波分量，其波形接近正弦波，并與輸入電壓同相位。apfc電路不僅能實(shí)現(xiàn)輸出直流電壓的斬波調(diào)節(jié)，還能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)一側(cè)單位功率因數(shù)。降壓斬波apfc的電路圖如圖8所示， 圖8 總電路圖2.5.2 此電路的主要功能 通過檢測和跟蹤電網(wǎng)電流i，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電流的近似正弦化，達(dá)到電網(wǎng)一側(cè)單位功率因數(shù)。通過檢測和跟蹤輸出直流電壓的波動(dòng)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸出直流電壓的穩(wěn)定。2.6 保護(hù)電路2.6.1 整流橋電路部分在橋式整流電路中，為了防止二極管受到電壓的瞬間沖擊，在每個(gè)二極管上并聯(lián)一個(gè)電容。如圖9所示， 圖9 整流二極管的保護(hù)電路2.6.