BUCK斬波電路圖、BUCK斬波電路工作原理-KIA MOS管

BUCK斬波電路工作原理

如上圖降壓斬波電路原理圖及波形圖所示，圖中V為全控型器件，選用IGBT;D為續(xù)流二極管。由圖中V的柵極電壓波形UGE可知，當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，電源Ui向負(fù)載供電，UD=Ui。

當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，負(fù)載電流經(jīng)二極管D續(xù)流，電壓UD近似為零，至一個(gè)周期T結(jié)束，再驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過程。

負(fù)載電壓的平均值為：Uo=[ton/(ton+toff)]Ui=（ton/T）Ui=αUi

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，α為導(dǎo)通占空比，簡(jiǎn)稱占空比或?qū)ū?α=ton/T)。

由此可知，輸出到負(fù)載的電壓平均值UO最大為Ui，若減小占空比α，則UO隨之減小，由于輸出電壓低于輸入電壓，故稱該電路為降壓斬波電路。

BUCK斬波電路圖

工作方式有兩種一是脈寬調(diào)制方式，Ts（周期）不變，改變Ton（通用，Ton為開關(guān)每次接通的時(shí)間）。二是頻率調(diào)制方式，Ton不變，改變Ts（易產(chǎn)生干擾）。

BUCK斬波電路作用

用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源)，同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。具有效率高、體積小、重量輕、成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、有源功率因數(shù)校正、超導(dǎo)儲(chǔ)能等新技術(shù)領(lǐng)域。

有源功率因數(shù)校正(PFC)

從原理上講，有源功率因數(shù)校正可以采用任一種直流斬波電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如Buck、Boost、Sepic及Cuk等。下面以Boost電路為例，介紹采用峰值電流控制方法實(shí)現(xiàn)的有源功率因數(shù)校正（PFC）的工作原理。主電路由單相橋式整流器和Boos斬波電路組成，虛線框內(nèi)為PWM控制電路，包括：電壓誤差放大器，電流誤差放大器，乘法器，PWM發(fā)生器與驅(qū)動(dòng)等，負(fù)載可以是電阻、阻感或是一個(gè)開關(guān)電源等。

PFC的工作原理如下：給定的參考電壓Uref與經(jīng)檢測(cè)電路變換的輸出電壓Uo比較后，輸入給電壓誤差放大；整流電壓ud的檢測(cè)值與電壓誤差放大器的輸出信號(hào)共同加到乘法器的輸入端，乘法器的輸出則作為電流反饋控制的參考信號(hào)，與輸入電流檢測(cè)值比較后，產(chǎn)生PWM信號(hào)，經(jīng)放大和隔離為IGBT提供柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以控制開關(guān)器件T的通斷，從而使輸入電流(即電感電流)iL的波形與整流電壓ud的波形基本保持一致，從而提高了輸入端的功率因數(shù)。

直流調(diào)壓調(diào)速

在大多中小容量的直流調(diào)速控制系統(tǒng)中，一般采用調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓達(dá)到調(diào)速目的。常用的調(diào)速方案有兩種：一是采用可控整流電路（如晶閘管整流電路）得到可以調(diào)節(jié)的直流電壓供給電動(dòng)機(jī)；另一種則是用不可控整流電路得到恒定的直流電壓，再通過直流斬波的方式進(jìn)行調(diào)壓。

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