被称为“自举”。
图24 升压斩波器
采用电压反馈控制使得该升压斩波器能 够输出较稳定的直流电压，调节电阻R8 可以在一定范围内调节输出电压值，这 些都使本电路具有很强的实用性。注意， 输出电压的最大值受限于导通比和 MOSFET、 二 极 管 D2 和 电 容 C2 的 击 穿 电压。
5.3 带反电势负载的降压斩波电路
(3) 电流临界连续时io下降段的数
eTon / 1 E eTs / 1 U d
I max(ton )
Ud R
E
(1 e ton / )
学表达式
E [1 e(tton ) / ] U d
E
(1 eton /
)e (tton ) /
（三）电感电流断续时的工作情况
R
R
（1）断流时刻
在上述临界连续条件下，每周期的初始时 刻，电流都是从零开始的。在电路参数不 变的情况下，若保持临界时ton不变，仅增 加斩波周期Ts，电流将出现断流，且这时 电流在流通期内的波形与上述临界连续时 的波形是完全一致的，所以可以利用电流 临界连续时io下降段的数学表达式来求取断
直流斩波电路
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
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。
图13 单极性PWM信号的产生
(a) 信号产生电路 （b）、（c）波形
图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，
图1 DC-DC功率变换器类型 a) 逆变-整流型 b) 斩波器
◤图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◢
（一）电流连续时的工作情况
（1）开关导通期间（0<t <ton）
io
(t)
Ud R
E
(1
e t
/
)
I minet
/
I max
io (t
ton )
Ud R
E
(1
e ton
/
)
I eton / m in
（2）开关截止期间（ton <t <Ts）
io
(t)
E R
[1
e (tton )
/
]
I
e (tton
eton / 1 E
eTs /
1
Ud
图25
带反电势负载的降压斩波电路的 基本工作原理
（5）电流平均值Io
(a)斩波器的主电路原理图 （b）负载电流断续时的电压电流波形 (c)负载电流连续时的电压电流波形
I0
Uo R
E
(二) 临界连续时的工作情况
（1）临界连续必要条件： （2）电流临界连续时的最大值
(ton ) UTd sdt
R
U d t
Ud R
t
PR
1 Ts
Ts 0
uRiR dt
1 Ts
ton 0
Ud
(U d R
)dt
Ud2 R
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 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
（4）该三角波电路结构简单，在几千赫兹范围内
线性度和稳定性均很好。
若对三角波的线性度要求更高， 或要求为严格的等腰三角形时， 应采用恒流源对电容C进行充放 电，如图4-16就是一种用恒流 源构成的三角波发生器的电路 图。电容充放电电流的大小由 场效应管的栅源电压和电阻R所 决定。三角波从运放A2构成的 射极跟随器输出。而3140是高 输入阻抗的运放不会对电容的 充放电产生影响，从而保证了 三角波的线性度。改变电阻R或 者电容C的大小都可以改变三角 波的频率，所以该电路的频率 范围很宽，可以从几千赫兹到
uR
i
i Ts
01
R dt
dt
)
U d I1
Uo Ud
UR Ud
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。
◤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 ◢
1.2直流斩波器及其分类
◤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 ◢
◤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（BuckBoost Converter ） ◢
显然，无论半桥斩波器是工作在同步 斩波还是错位斩波，其输出电压都可 以是双极性的，而输出电流只有单一
的极性。
5 MOSFET、BJT和 IGBT斩波器
5.1 MOSFET降压斩波电路
5.2 MOSFET升压斩波器
图23 MOSFET降压斩波电路 （a）电路图 (b)波形图
MOSFET从断到通，源极电位大幅度 变化，而栅源之间电压并没有受到特 别大的影响。其原因就是驱动电路能 够在D1和C1的作用下自动提高栅极电 压使栅源电压得以维持。这种现象常
流时刻。
图18 全桥斩波时的波形图 （a）t＋＝t－时 （b）t＋>t－时 （c）t＋<t－时
＝
t
t＋ Ts
u0 UUdd
，t＋期间 ，t期间
图17 桥式斩波器的主电路
U0＝uo
1 Ts
Ts 0
u0 dt
1 Ts
U t＋
0
d
dt
1 Ts
U Ts
t d
dt
t＋ Ts
t
Ud
＝（2t 1）U d 斩波器将单一极性的电源电压转换成了双极性
（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。
2.2 升压斩波电路
U0
Ts t off
Ud
Ts
Ts ton
Ud
1
1t
Ud
图5 升压斩波器 的工作原理
图15 用运放 构成的 三角波 发生器
（a）电 路图
（b）Ur ＝0时的
波形
（2）调节电位器W改变的值，可以改变三角波与 时间轴的相对位置关系。只有当Un＝0时，三角波关于 时间轴对称，设置此电位器的作用主要是可以调整消 除由于电路中各器件在正负电压工作时存在某些分散 性和不对称性对三角波的影响。
（3）三角波的频率取决于积分时间常数和分压比 （R2/R1）。在实际工作中必须选取频率特性较好的电 阻和电容作为积分电阻、积分电容及分压电阻。
几百千赫兹。
图16 用恒流源 构成的三角波发
生器
4 桥式斩波电路
一、全桥斩波
◤图4-17是由四个桥臂构成的桥式斩波 器的主电路◢
◤该电路不仅控制非常灵活，而且可以 在多种电路拓扑中灵活切换◢
◤特别地，当采用该斩波器构成直流调 速系统时，系统不仅具有宽的调速范围 和优良的调节特性，而且很容易实现直 流电机四象限运行。◢
◤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 ◢
◤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◢
在图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
是双极性的PWM信号。
3.3 三角波的产生
三角波电压是脉冲宽度调制用
的载波信号，其频率决定了功率
2U om
2 R2 R1
U DW
1 C
t2 t1
ic dt
1 C
T 2 0
UDW dt R3
1 2R 3C
U DW
T
开关管的开关频率。
f 1 R1
T 4R2 R3C
至此可以得出如下结论：
（1）选用不同的稳压管和改变分压比(R2/R1)可以 改变三角波幅值。
Io
ID
toff I L Ts
(1 t )I L