◤按直流斩波器输入输出电压间关系可 以分为：当Uo大于Uin时，称其为升压斩 波器(Boost Converter )；当Uo既可以 小于Uin也可以大于大于Uin时，称其为反 转斩波器或升降压斩波器（Buck-Boost Converter ） ◢
◤按斩波开关所采用的器件分类：BJT 斩波器、MOSFET斩波器、IGBT斩波器、 Thyristor斩波器等等 ◢

I1 IR
t
（1）降压斩波器的输出电压平均值与输入电压之比，刚好等 于斩波开关的导通时间与斩波周期之比。改变导通比就可以控制 斩波器的输出电压和电流的平均值。
（2）在负载电流连续且可略去电流纹波影响时，此斩波电路 有类似于变压器的规律：电压比与电流比成反比，其导通比则类 似变压器的匝比k。
（3）在图4-4a的降压斩波电路中，由于电感的作用，使负载 电流脉动减小、乃至连续，这是实际负载所期望的。因此该电路 也是最常用的。人们把包含斩波开关S、电感L和续流二极管DF 的 电路称为降压斩波器的主电路。
t
由此可知，改变导通比，不仅能够控 制斩波器输出电压的大小，而且能够控制 其输出电流和输出功率的大小
电阻电感性负载
图4-4 带电阻电感性负 载的斩波器
（a）主电路 （b）有 关电压电流波形
在图4-3a)中，因负载是纯阻性的，所以斩波器的输出电流 与输出电压波形相似，且都有很大的脉动。若要使负载电
通时，升压二极管VD承受反向电压而截止，其等效
电路如图4-5b)所示。此时电源电压加在电感L上，
电感电流iL增长，电感L储能增加，与此同时电容C 向负载供电，电容电压下降。当开关S关断时，电感
电流iL下降，电感L的感应电势改变极性，与电源电 压叠加，强迫升压二极管VD导通，电源和电感同时
为负载供电和向电容C充电，由此得到一个比电源电
（a）实现电路 (b) 输入输出关系 图4-11 回差比较器的工作原理
三、时间比与瞬时值相结合的控 制方式
图4-10 瞬时值控制方式 （a）控制系统方框图 （b）输出电压电流波形
图4-12 时间比与瞬时值相结合的控制方式 （a）控制系统框图 （b）输出电压电流波形
4.3.2 PWM(Pulse Width Modulation)信号的产生
图4-13 单极性PWM信号的产生
(a) 信号产生电路 （b）、（c）波形
图4-13产生的PWM信号是一种单一极性的脉 冲信号，当被用来控制一个单极性的斩波器 时，斩波器的输出电压将与这个PWM信号有 相似的波形。当要求产生这种单极性PWM波 时，三角波应该全部位于在时间轴上方，这 时只有正的控制电压起控制作用，且其值不
4.2.2 升压斩波电路
U0

Ts t off
Ud

Ts
Ts ton
Ud

1
1
t
Ud
图4－5 升压斩波 器的工作原理
Io
ID
toff I L Ts
(1 t )I L
图4-5a)所示电路为升压斩波器主电路。当开关S导
U0Io
1
1t
U d (1 t )I L
Ud IL
uR
i
1 R Ts1
Ts
Ts 0
Ts 0
iuRRddt tT1Ts1s
Ts 0
U ton
0
d
uR dt R
dt
1 Ts
Ud
ton 0
(ton ) UTd sdt
R


U d t
Ud R
t
பைடு நூலகம்
PR

1 Ts
Ts 0
uRiR dt

1 Ts
ton 0
Ud
U (
d
R
)dt

Ud2 R
◤图4-2所示就是一种推挽式DC-DC功率变 换器的结构示意图，它是由恒压恒频逆变 器（CVCF inverter）和高频整流电路两 个环节构成的 ◢
◤斩波控制型DC-DC功率变换器也就是直流斩 波器，则是一种从DC到DC的直接功率变换器◢
◤由于只有一级变换，因而具有效率高、体积 小、重量轻、成本低等优点◢
第4章 直流斩波电路
4.1 概述
用斩波器斩切直流的基本思想是：如
果改变开关的动作频率，或改变直流电
流接通和断开的时间比例，就可以改变
加到负载上的电压、电流平均值。
逆变-整流型DC-DC变换器由逆变和整流两 个功率变换环节共同构成
4.1.1 DC-DC功率变换电路
将一个直流电压变换成为另一个直 流电压，被称为DC-DC的功率变换。
调频调宽
图4-7 定 频调宽的 时间比控
制
图4-8 定 宽调频的 时间比控
制
图4-9调频调 宽的时间比
控制
二 瞬时值控制方式
分别预先给定电流或电压的上 限值与下限值，将其与实际电 流或电压的瞬时值进行比较， 当实际电流或电压达到给定上 限值或下限值时，关断或开通 斩波器。这种控制方式就是瞬
时值控制方式。
流平滑化，需在原电路基础上增加平波电抗器L和续流二极
管DF，如图4-4a)所示。
U0
u0
uR
UR

t on Ts
Ud
tU d
P1

1 Ts
U Ts
0
d

Po PR
i1dt
1 TS
Ud
TS 0
(1 Ts
uR
i
Ts 0
Rd
i1
t
dt
)
U d I1
Uo Ud
UR Ud
压还高的输出电压，其等效电路如图4-5c）所示。
4.3 斩波电路的控制
定频调宽
4.3.1斩波电路的三种控制方式
一 时间比控制方式(Time Rate Control —— TRC)
定宽调频
图4-6 时间比控制时斩波器闭环 控制系统框图
时间比控制方式可以分为 定频调宽、定宽调频和调 宽调频三种类型，并且定 频调宽是这三种控制方式 中应用最为广泛的一种。
◤按直流电源与负载间的能量传递关系 对斩波器分类 ：输出电压和电流皆不 可逆的称为单象限斩波器；仅输出电流 或输出电压可逆的称为两象限斩波器； 输出电流和电压都可逆的称为四象限斩 波器 ◢
图4-3 带纯电阻负载的降压斩波器工作原理 （a）主电路（b）输出电压、电流波形
U R
I1＝I R
图4-1 DC-DC功率变换器类型 a) 逆变-整流型 b) 斩波器
◤斩波器可以由多种形式的脉冲宽度调制技 术加以控制，使得它能更好地利用开关器件 ◢
4.1.2直流斩波器及其分类 4.2 直流斩波电路的工作原理
◤依直流斩波器的功能可以分为：功率 控制型、调压型、调阻型等等 ◢
4.2.1 降压斩波电路 纯电阻负载