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在电力电子学中,斩波器是指一种用于控制电力流动的电子开关。它用作高速 ON/OFF 半导体开关,用于调制电路中的电压或电流。斩波器是一种静态器件,可将固定的直流输入电压转换为可变的直流输出电压。由于其相似的行为,它充当交流变压器的直流对应物(等效物)。这些也用于无轨电车、船用升降机、叉车和矿山运输车。未来的电动汽车可能会使用直升机进行速度控制和制动。斩波器系统提供平稳的控制、高效率、快速响应和再生。
什么是斩波器?
斩波器通常用于 DC-DC 转换器电路中,以调节输出电压或电流。由于斩波器涉及一级转换,因此效率更高。直升机现在在世界各地用于快速交通系统。斩波器是一种高速开/关半导体开关。它将源连接到负载,并快速断开负载与源的连接。
斩波器的主要功能是斩波或中断输出功率,从而产生脉冲输出。通过调整斩波器的占空比(导通时间与总循环时间的比率),可以控制输送到负载的有效电压或电流。这使得斩波器成为各种应用中功率控制和转换的多功能工具,包括电机设备、电源和可再生能源系统。
斩波器的分类
斩波器通常根据其操作模式进行分类,例如:
Step Up 斩波器
Step Down Chopper
Step Up/Down 斩波器
什么是降压斩波器(Buck Converter)?
降压斩波器也称为降压转换器,是一种用于调节和降低直流电气系统中的电压电平的电子电路。它通过快速切换半导体器件(通常是晶体管)来控制能量流来运行。通过调整开关过程的占空比,斩波器可以有效地将较高的输入电压转换为较低的输出电压。降压斩波器可用于各种电源系统,其中需要调节和降低电压对于有效地为电子设备供电至关重要。
降压斩波器是一种高速半导体开关,根据电压、电流和开关速率需要利用功率 BJT、功率 MOSFET、晶体管或 SCR 等元件。平均直流输出电压小于源电压的斩波器称为降压斩波器。它也被称为 buck 斩波器 。它通过快速打开和关闭输入电压来达到所需的输出电压。
降压斩波器的操作涉及控制开关器件的占空比。占空比表示开关处于 ON 状态的时间与总开关周期的比率。通过调整占空比,可以有效地调节平均输出电压。
EAK液冷集成斩波电阻器 技术规格
机械缓速器的电气等效物,制动产生的多余能量被重定向到液冷电阻器,在那里以热量的形式消散。这种创新方法确保了高效的能源管理和改进的制动性能。
降压斩波器的构造和组件
降压斩波器由一个开关器件组成,该开关器件控制来自较高输入电压的能量流。串联的电感器在导通期间存储能量,续流二极管确保在关断期间持续电流流动。与负载并联的电容器可过滤输出电压纹波。控制电路调节开关器件的占空比 ,采用脉冲宽度调制等技术。反馈系统可以监控和稳定输出电压。负载接收降压电压,完成了这种用于电力电子应用的高效 DC-DC 转换器的构建。
·输入源 : 输入源提供需要降压的更高电压。这可以是非稳压直流电源或整流交流电源,具体取决于应用。
·开关器件 : 降压斩波器的核心是 开关器件 ,通常是 MOSFET 或 IGBT 等半导体器件。开关装置负责控制流经电路的电流。
·电感器 : 电感器与负载串联,有助于在开关器件导通期间储存能量。电感器平滑电流,在能量传输过程中起着至关重要的作用。
·Diode (二极管) : 与负载并联的续流二极管,用于在开关器件关闭时为电感电流提供路径。该二极管允许电感电流继续沿同一方向流动,防止损坏电路并确保功率持续流向负载。
·Capacitor (电容器) : 通常与负载并联的电容器,用于过滤掉输出电压中任何剩余的纹波。它有助于稳定输出电压并提高斩波器的整体性能。
·负载 : 负载是接收降压电压的设备或系统 。它可以是 电机 、 电子设备 或任何其他需要较低电压的组件。