一種多相多重斬波電路

湯澤容

【摘要】在一個電源和一個負載之間接入多個基本斬波電路而組成的電路稱為多相多重斬波電路。本文將介紹這種多相多重斬波電路的電路結構及工作情況。

【關鍵詞】多相 多重 斬波電路

一、電路結構

在一個電源和一個負載之間接入多個基本斬波電路而組成的電路稱為多相多重斬波電路。這里的相數是從電源端看進去的不同相位的斬波回路數，重數是從負載端看進去的不同相位的斬波回路數。在分析m相m重斬波電路時，可把該電路看成是由m個降壓斬波電路并聯后和一個負載相連而構成的電路。因此可將一個降壓斬波電路的工作周期T進行m等分，使各個斬波器工作時的相位相隔T/m，提高整個斬波電路的工作頻率。

二、工作過程

1.占空比< 0.5的工作情況 兩個斬波器件CH1和CH2工作時，在相位上相差T/2，這樣兩個斬波器的輸出電壓在疊加時不會重合，因此就會出現兩種工作模式的等效電路，如圖2a所示的工作模式0和圖2b所示的工作模式1。

（1）工作模式0：兩個斬波器件CH1和CH2都不導通，兩個二極管VD1和VD2均導通。電感中的能量通過兩個二極管進行續流，負載電流減小。

（2）工作模式1：其中一個斬波器件CH1或CH2導通，一個二極管VD1或VD2導通。電源給負載供電，并增加電感中的儲能，輸出電流增大。

斬波器交替運行在工作模式0和工作模式1時，整個電路以2倍于單個斬波電路的頻率工作，輸出電流id為各相電流id1和id2之和，其平均值為一相的2倍，其頻率是id1和id2頻率的2倍。電路中各電壓、電流的波形如圖4a所示。

2.占空比>0.5的工作情況

當兩個斬波器件CH1和CH2的占空比都是D>0.5時，將出現兩個斬波器件CH1和CH2同時導通的工作模式2。這時兩個斬波電路同時向負載供電，輸出電流id迅速增大，如圖3所示。當其中一個斬波器件關斷，只剩下另一個斬波器件單獨供電時，其等效電路又變成了工作模式1，其輸出電流id將緩慢減小。斬波電路在任一時刻，至少有一個斬波器件導通，不會出現工作模式0的情況。斬波器交替運行在工作模式1和工作模式2，輸入電流iCH為0的時刻也不會出現，電路中各電壓、電流的波形如圖4b所示。

三、電路的特點

根據以上分析，多相多重斬波電路具有以下特點：

1）斬波器輸出電流的脈動程度減小，有利于電動機的平穩運行。

2）輸出電流頻率提高后，平波電抗器的重量和體積可明顯降低。

3）濾波器的效果可以得到明顯改善。

4）斬波器的線路較單個斬波電路復雜，尤其是控制電路更復雜。

5）由多個斬波電路并聯構成的斬波器，工作的可靠性較高。