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直流斩波器的控制方式

分类:
企业动态
作者:
北京稳固得
来源:
北京稳固得
2018/04/16 09:49
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  直流斩波器是什么

  直流斩波器又称为截波器,它是将电压值固定的直流电,转换为电压值可变的直流电源装置,是一种直流对直流的转换器已被广泛使用,如直流电机的速度控制、交换式电源供应器(Switching-Power-Supply)等。

  直流斩波是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为DC/DC变换。

  斩波器的工作方式有两种,一是脉宽调制方式,Ts(周期)不变,改变Ton(通用,Ton为开关每次接通的时间),二是频率调制方式,Ton不变,改变Ts(易产生干扰)。

  其具体的电路由以下几类:

  1、Buck电路:降压斩波器,其输出平均电压Uo小于输入电压Ui,输出电压与输入电压极性相同。

  2、Boost电路:升压斩波器,其输出平均电压Uo大于输入电压Ui,输出电压与输入电压极性相同

  3、Buck-Boost电路:降压或升压斩波器,其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui,输出电压与输入电压极性相同,电感传输。

  4、Cuk电路:降压或升压斩波器,其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui,输出电压与输入电压极性相反,电容传输。

  用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源), 同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。

  当今软开关技术使得DC/DC发生了质的飞跃,美国VICOR公司设计制造的多种ECI软开关DC/DC变换器,其最大输出功率有300W、600W、800W等,相应的功率密度为(6、2、10、17)W/cm^3,效率为(80-90)%。日本NemicLambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块RM系列,其开关频率为(200-300)kHz,功率密度已达到27W/cm^3,采用同步整流器(MOS-FET代替肖特基二极管),使整个电路效率提高到90%。

  直流斩波器的控制方式

  1、固定频率调脉宽

  2、固定脉宽调频率

  3、调频调宽

  直流斩波器的调制方法

  直流斩波器又称直流调压器,是利用开关器件来实现通断控制,将直流电源电压断续加到负载上,通过通断时间的变化来改变负载上的直流电压平均值,将固定电压的直流电源变成平均值可调的直流电源,亦称直流-直流变换器。

  它具有效率高、体积小、重量轻、成本低等优点,现广泛应用于地铁、电力机车、城市无轨电车以及电瓶搬运车等电力牵引设备的变速拖动中。

  直流斩波器的输出电压平均值可以通过改变占空比,即通过改变开关器件导通或关断时间来调节,常用的改变输出平均电压的调制方法有以下三种:

  1、脉冲宽度调制(Pulse Width ModulaTIon,简称PWM)。开关器件的通断周期T保持不变,只改变器件每次导通的时间,也就是脉冲周期不变,只改变脉冲的宽度,即定频调宽。

  2、脉冲频率调制(Pulse Frequency ModulaTIon,简称PFW)。开关器件每次导通的时间不变,只改变通断周期T或开关频率,也就是只改变开关的关断时间,即定宽调频,称为调频。

  3、两点式控制。开关器件的通断周期T和导通时间均可变,即调宽调频,亦可称为混合调制。当负载电流或电压低于某一最小值时,使开关器件导通;当电流或电压高于某一最大值时,使开关器件关断。导通和关断的时间以及通断周期都是不确定的。

  直流斩波器的作用

  直流斩波器是一种把一定形式的直流电压变换成负载所需的直流电压的变流装置。它通过周期性地快速开通、关断,把输入电压斩成一系列的脉冲电压,改变脉冲列的脉冲宽度或频率可以调节输出电压的平均值,因此直流斩波器的基本作用是进行直流电压的变换,即调压作用。

  直流斩波器除了可以调节直流电压外,还可以进行调阻和调磁。由直流斩波器和一个固定电阻相并联,通过直流斩波器的斩波作用,可以调节并联等效电阻的阻值,这一过程称为调阻。若将直流斩波器串联在电机的励磁回路中,通过斩波作用调节励磁电流,从而调节电机的磁场大小,这一过程称为调磁。

  因此,直流斩波器具有调压、调阻和调磁的作用。

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