第二部分由C、Z 组成，C 放电供给负载能量，负载两端电 压逐渐降低。
普遍采用的是脉宽调制控制方式。因为频率调制控制方式 容易产生谐波干扰，而且滤波器设计也比较困难。
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5.1.1 降压斩波电路 5.1.2 升压斩波电路 5.1.3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 5.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路
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1.电路结构
V uD L
i1 I1
iL , IL
VD E
iC , IC uC
C
io , Io
uo ,Uo R
降压斩波器（Buck）主电路
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2.工作原理
假设V、VD 均为理想 开关元件，并设V 的一 个控制周期为T。
V uD L
i1 I1
iL , IL
VD E
iC , IC uC
C
io , Io
uo ,Uo R
E
ton
toff
0
T
t
i0
E
R ton
toff
0 T
t
图5.1 基本的降压斩波 电路及其波形
在斩波电路中，输入电压是固定不变的，通过调节 开关的开通时间与关断时间，即调节占空比，即可控 制输出电压的平均值。
斩波器的控制方式通常有三种：
① 脉宽调制控制方式：维持T不变，改变ton。 ② 频率调制控制方式：维持ton不变，改变T。 ③ 混合调制控制方式：ton和T都可调，使占空比改变。
■直流-直流变流电路（DC/DC Converter）包括直接 直流变流电路和间接直流变流电路。
■直接直流变流电路
◆也称斩波电路（DC Chopper）。 ◆功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。 ◆一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况下输入与 输出之间不隔离。
■间接直流变流电路
电压平均值Uo，输出电流平均值Io。
解：由于L值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为
Uo
ton T
E
20
200 50
80(V
)
输出电流平均值为
Io
Uo - Em R
80 30 10
5( A)
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5.1.1 降压斩波电路 5.1.2 升压斩波电路 5.1.3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 5.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路
L iL E
iC
io
C
R Uo
当V 断开时，负载电压为零， 持续时间为toff。
当回路电感足够大时，流过 电感的电流是连续的，即不论 开关处于导通状态还是处于关 断状态，始终有 iL>0 。
0 t ton
L
iL iC
VD C
io R Uo
ton t T
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3.电路波形
uGE
L iL E
E
其值的直流电压，实现能
V
uV uC
C
uo ,Uo R
量从低压向高压侧负载的
传递，如电池供电设备中的升压电路、液晶背光电源等。
当开关管V 导通时，二极管承受反压而截止。此时可将电路 分为两部分。
第一部分由E、L、V 组成，电感L储存能量，流经L、V 的 电流逐渐增大，电源的能量转化为电感L中的磁场能量。
⑴由“伏秒积为零”求Uo
E Uo ton Uo toff 0
Uo
ton T
E
E
式中：ton—为V处于通态的时间； toff —为V处于断态的时间； T —为开关周期；
—为导通占空比，简称占空比或导通比。
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Uo
ton T
E
E
在连续导电模式下，当输入电压一定时，输出电压与开关的 占空比呈线性关系，而与其他电路参数无关。改变占空比α ， 就可得到从零到E之间连续可调的输出电压。
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1.电路结构
i1 I1 E
L iL , IL iD VD
V
uV uC
iC , IC C
io , Io
uo ,Uo R
升压斩波器（Boost）主电路
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2.工作原理
L iL , IL iD VD
升压型斩波器用于将直
i1 I1
iC , IC io , Io
流电源电压变换为高于
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最基本的斩波电路如图 所示，斩
波器负载为R。
开关S闭合时：u0 E 持续ton时间 开关S断开时： u0 0 持续toff 时间 T ton toff 为斩波器的工作周期。 开关的导通时间与开关周期之比 定义为斩波器的占空比：
ton
T
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i S
E
io
uo
R
u0
在t = 0 时刻驱动V导通，在ton导通期间内，电感L中有电流通 过，电流按指数曲线缓慢上升，t = t1时刻，V关断，负载电流 经续流管VD续流，负载电流呈指数曲线下降。
回路串接电感的大小直接关系到负载电流连续与否，下面对 负载电流连续工作模式进行讨论。
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连续导电模式
当V导通时，电源电压给负载 供电，持续时间为ton；
斩波器的电能变换功能是由电力电子器件的通/断控制实现的。 用于斩波器的电力电子器件可以是晶闸管，也可以是IGBT 等 全控器件。
由于晶闸管没有自关断能力，采用晶闸管构成斩波电路时， 必须设置专门的强迫换流电路来实现关断，因此电路结构比 较复杂。而全控制型器件具有自关断能力，通过控制电路即 可实现导通与关断的控制，故由全控型器件构成的斩波器主 电路的结构相对简单。
iC
io
C
R Uo
0 I Lmax iL
IL
T T I
t
I L min
0
T T
t
I Lmax i1
0 t ton
L iL
iC VD
C
io Uo
R
I L min
0 iC
T T
t
ILmaxIo
0
ILmin Io
T T
t
uC
Uo
UC
ton t T
0 T T
t
io
Io
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0Leabharlann t4.数量关系◆在直流变流电路中增加了交流环节。 ◆在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此 也称为直—交—直电路。
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斩波器的种类很多，具体结构千变万化。一般将斩波电路分 为降压斩波电路、升压斩波电路、降压-升压斩波电路、升压 -降压斩波电路、Sepic 斩波电路和Zeta 斩波电路六种形式。
√负载电流平均值为
Io
Uo R
☞电流断续时，负载电压uo平均值会被抬高，一般不希望出现 电流断续的情况。
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⑵ 假设电路无损耗，则输入功率等于输出功率，即：
EI1 Uo Io EIo
I1 Io
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■例5-1 在图5-1a所示的降压斩波电路中，已知E=200V， R=10Ω，L值极大，Em=30V，T=50μs，ton=20s，计算输出