一种多相多重斩波电路

【摘要】在一个电源和一个负载之间接入多个基本斩波电路而组成的电路称为多相多重斩波电路。本文将介绍这种多相多重斩波电路的电路结构及工作情况。

【关键词】多相 多重 斩波电路

一、电路结构

在一个电源和一个负载之间接入多个基本斩波电路而组成的电路称为多相多重斩波电路。这里的相数是从电源端看进去的不同相位的斩波回路数，重数是从负载端看进去的不同相位的斩波回路数。在分析m相m重斩波电路时，可把该电路看成是由m个降压斩波电路并联后和一个负载相连而构成的电路。因此可将一个降压斩波电路的工作周期T进行m等分，使各个斩波器工作时的相位相隔T/m，提高整个斩波电路的工作频率。

二、工作过程

1.占空比< 0.5的工作情况 两个斩波器件CH1和CH2工作时，在相位上相差T/2，这样两个斩波器的输出电压在叠加时不会重合，因此就会出现两种工作模式的等效电路，如图2a所示的工作模式0和图2b所示的工作模式1。

（1）工作模式0：两个斩波器件CH1和CH2都不导通，两个二极管VD1和VD2均导通。电感中的能量通过两个二极管进行续流，负载电流减小。

（2）工作模式1：其中一个斩波器件CH1或CH2导通，一个二极管VD1或VD2导通。电源给负载供电，并增加电感中的储能，输出电流增大。

斩波器交替运行在工作模式0和工作模式1时，整个电路以2倍于单个斩波电路的频率工作，输出电流id为各相电流id1和id2之和，其平均值为一相的2倍，其频率是id1和id2频率的2倍。电路中各电压、电流的波形如图4a所示。

2.占空比>0.5的工作情况

当两个斩波器件CH1和CH2的占空比都是D>0.5时，将出现两个斩波器件CH1和CH2同时导通的工作模式2。这时两个斩波电路同时向负载供电，输出电流id迅速增大，如图3所示。当其中一个斩波器件关断，只剩下另一个斩波器件单独供电时，其等效电路又变成了工作模式1，其输出电流id将缓慢减小。斩波电路在任一时刻，至少有一个斩波器件导通，不会出现工作模式0的情况。斩波器交替运行在工作模式1和工作模式2，输入电流iCH为0的时刻也不会出现，电路中各电压、电流的波形如图4b所示。

三、电路的特点

根据以上分析，多相多重斩波电路具有以下特点：

1）斩波器输出电流的脉动程度减小，有利于电动机的平稳运行。

2）输出电流频率提高后，平波电抗器的重量和体积可明显降低。

3）滤波器的效果可以得到明显改善。

4）斩波器的线路较单个斩波电路复杂，尤其是控制电路更复杂。

5）由多个斩波电路并联构成的斩波器，工作的可靠性较高。