直流斬波(bo)器(qi)是(shi)壹種將電(dian)能從壹種形(xing)式(shi)轉(zhuan)換為另(ling)壹種形(xing)式(shi)的(de)開(kai)關(guan)。它(ta)通(tong)過(guo)轉(zhuan)換直流電(dian)並(bing)使其(qi)具(ju)有兩(liang)種狀態(tai)可(ke)變(bian)來(lai)實(shi)現(xian)此(ci)目的(de)：開(kai)/關(guan)、高(gao)/低等！該(gai)設備(bei)在(zai)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)中(zhong)的使用(yong)已經(jing)取得(de)了(le)長足的(de)進步。

直流斬波(bo)器(qi)廣泛(fan)用(yong)於(yu)許(xu)多電(dian)子(zi)設(she)備(bei)和(he)電(dian)路(lu)中(zhong)以(yi)控(kong)制(zhi)功(gong)率(lv)量(liang)，而(er)在電(dian)力(li)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)中(zhong)，工(gong)程(cheng)師將它們用(yong)作(zuo)信(xin)號調制器(qi)。此(ci)外，它在(zai)電(dian)子(zi)領(ling)域還有其(qi)他壹些應(ying)用(yong)，包括將交流輸入電(dian)壓(ya)轉(zhuan)換為直流，以(yi)及在不(bu)同電(dian)壓(ya)下工(gong)作(zuo)的(de)電(dian)路(lu)的(de)兩(liang)個部分之間進(jin)行(xing)隔離。

這篇博(bo)文(wen)將討論(lun)直流斬波(bo)器(qi)是(shi)什(shen)麽、它(ta)的(de)許(xu)多可(ke)能的應(ying)用(yong)以(yi)及它是(shi)如何(he)工(gong)作(zuo)的(de)。

什(shen)麽是(shi)斬波(bo)器(qi)？

在其(qi)最(zui)簡(jian)單(dan)的定(ding)義(yi)中(zhong)，斬波(bo)器(qi)是(shi)將直流電(dian)從壹種狀(zhuang)態(tai)轉(zhuan)換為另(ling)壹種狀(zhuang)態(tai)，從固定(ding)的恒定狀(zhuang)態(tai)轉(zhuan)換為可(ke)變(bian)狀態(tai)的設備(bei)。這(zhe)種(zhong)狀(zhuang)態(tai)變(bian)化對於(yu)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)控(kong)制(zhi)負(fu)載(zai)所需的(de)電(dian)量(liang)是(shi)必(bi)要(yao)的。負(fu)載(zai)是(shi)電(dian)路(lu)中(zhong)電(dian)力(li)的(de)最終用(yong)戶(hu)，例(li)如燈(deng)泡。

為了讓負載(zai)高(gao)效(xiao)工(gong)作(zuo)，斬波(bo)器(qi)必須(xu)提(ti)供適量(liang)的功(gong)率。它(ta)使用(yong)高(gao)頻開(kai)關(guan)來(lai)做(zuo)到這壹點。因(yin)此(ci)，負載(zai)需要(yao)的功(gong)率(lv)量(liang)將決(jue)定斬波(bo)開(kai)關(guan)的(de)頻率(lv)。 

換句話(hua)說，它使用(yong)兩(liang)個不(bu)同的(de)電(dian)壓(ya)電(dian)平(ping)工(gong)作(zuo)，並(bing)在(zai)它(ta)們之間快(kuai)速切(qie)換，以(yi)免除(chu)了(le) 0 或(huo) DCV（全(quan)開(kai)）之(zhi)外的任何(he)其(qi)他電(dian)平(ping)上(shang)的(de)電(dian)流通(tong)過(guo)。

直流斬波(bo)器(qi)：工(gong)作(zuo)原理

有兩(liang)種主要(yao)類(lei)型的(de)直流斬波(bo)器(qi)。其(qi)中(zhong)包括無源(yuan)直流斬波(bo)器(qi)和有(you)源(yuan)直流斬波(bo)器(qi)電(dian)路(lu)，它(ta)們都有(you)其(qi)獨特(te)的(de)區(qu)別(bie)。 

無源(yuan)和有(you)源(yuan)直流斬波(bo)器(qi)的區(qu)別(bie)如下：

• 無源(yuan)直流斬波(bo)器(qi)以(yi)高(gao)頻打開(kai)（切(qie)斷所有(you)電(dian)壓(ya)）並(bing)關閉(bi)（連接(jie)到電(dian)壓(ya)源(yuan)）開(kai)關(guan)，使輸出電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)看起(qi)來(lai)像(xiang)方(fang)波(bo)。

• 有源(yuan)直流斬波(bo)電(dian)路(lu)的(de)工(gong)作(zuo)原理是(shi)保(bao)持幾(ji)乎 50% 的占(zhan)空比(bi)，並使用(yong)由放(fang)大(da)器(qi)或(huo)晶體(ti)管和二(er)極管控(kong)制(zhi)的(de)開(kai)關(guan)進(jin)行(xing)整流。這(zhe)種技術在現(xian)代設計(ji)中(zhong)通(tong)常是(shi)首選，因(yin)為它允(yun)許(xu)更高(gao)的(de)效(xiao)率(lv)，並且(qie)比(bi)無源(yuan)直流斬波(bo)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)更好地調節輸出電(dian)壓(ya)。

直流斬波(bo)器(qi)的應(ying)用(yong)

• 開(kai)關(guan)模(mo)式(shi)電(dian)源(yuan)，包括 DC 到 DC 轉(zhuan)換器(qi)。

• 直流電(dian)機(ji)調速器(qi)

• 在執(zhi)行(xing)器(qi)中(zhong)驅(qu)動無刷(shua)直流力(li)矩(ju)電(dian)機(ji)或(huo)步(bu)進電(dian)機(ji)

• D類(lei)電(dian)子(zi)放(fang)大器(qi)

• 電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)器(qi)

• 電(dian)動(dong)車(che)

• 鐵路和(he)地鐵車(che)輛(liang)

直流斬波(bo)器(qi)有什(shen)麽好處？

使用(yong)直流斬波(bo)器(qi)電(dian)路(lu)的(de)主要(yao)好處是(shi)它(ta)可(ke)用(yong)於(yu)電(dian)子(zi)產品中(zhong)的許(xu)多不(bu)同應(ying)用(yong)，因為這些電(dian)路(lu)具(ju)有幾(ji)乎 50% 的占(zhan)空比(bi)，可(ke)以(yi)很好地調節輸出電(dian)壓(ya)。

其(qi)他優勢包括：

• 效(xiao)率(lv)很高(gao)

• 輸出穩壓(ya)器(qi)

• 穩壓(ya)輸出允(yun)許(xu)在(zai)某(mou)些電(dian)路(lu)中(zhong)減少(shao)電(dian)流消(xiao)耗，從而(er)提高(gao)它(ta)們的整(zheng)體(ti)效(xiao)率(lv)。

• 它可(ke)以(yi)用(yong)小(xiao)型組(zu)件構(gou)建，這(zhe)使其(qi)成(cheng)為便攜式設(she)備(bei)的(de)理(li)想(xiang)選擇(ze)。可(ke)以(yi)產生(sheng)射頻信(xin)號

• 用(yong)於(yu)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)和(he)電(dian)機(ji)控(kong)制(zhi)等(deng)應(ying)用(yong)

• 它便(bian)宜且(qie)易於(yu)維護

斬波(bo)電(dian)路(lu)的(de)類(lei)型

A 型斬波(bo)器(qi)/第壹象限斬波(bo)器(qi)

當斬波(bo)器(qi)開(kai)啟(qi)時，電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)為 V0=Vs。並且(qie) t 和這(zhe)導(dao)致電(dian)流定(ding)向(xiang)流向(xiang)負載(zai)。然(ran)而(er)，當斬波(bo)器(qi)關閉(bi)時，V0 下降到零，但 I0 以(yi)類(lei)似的方(fang)向(xiang)流過(guo)續(xu)流二(er)極管。因此(ci)平均(jun)電(dian)流和(he)電(dian)壓(ya)保(bao)持正(zheng)值(zhi)。

B型斬波(bo)器(qi)/第二(er)象限斬波(bo)器(qi)

為此(ci)，負載(zai)應(ying)包含(han)直流電(dian)源(yuan) E。打開(kai)的(de)斬波(bo)器(qi) V0 為零。負載電(dian)壓(ya) E 驅(qu)動電(dian)感(gan) L 上(shang)的(de)電(dian)流。L 負(fu)責存儲斬波(bo)器(qi)的能量。 

轉(zhuan)動 v0 =( E+ L . di / dt )的(de)斬波(bo)器(qi)會  導(dao)致電(dian)壓(ya) Vs 出(chu)現(xian)浪湧(yong)。二(er)極管 D2 正(zheng)向(xiang)偏(pian)置(zhi)並開(kai)始向(xiang)電(dian)源(yuan)傳導(dao)功率。 

無論(lun)斬波(bo)器(qi)是(shi)打開(kai)還是(shi)關(guan)閉(bi)，I0 電(dian)流都(dou)會流出(chu)負載(zai)。與(yu)正(zheng) V0 電(dian)流相(xiang)比(bi)，I0 電(dian)流為負。 

C型斬波(bo)器(qi)/兩(liang)象限A型斬波(bo)器(qi)

C型斬波(bo)器(qi)是(shi)兩(liang)個象限的(de)組(zu)合，由-A型和(he)B型並(bing)聯而(er)成(cheng)。只要(yao)二(er)極管 FD 在負(fu)載上(shang)有(you)效(xiao)，這(zhe)種類(lei)型的(de)連接(jie)總(zong)是(shi)會(hui)獲得(de)正(zheng)輸出電(dian)壓(ya) Vo。當(dang)斬波(bo)器(qi)打開(kai)時，續(xu)流二(er)極管開(kai)始導(dao)通(tong)，使輸出電(dian)壓(ya) Vo 等(deng)於(yu) Vs。和反(fan)向(xiang)負載(zai)電(dian)流 Io。即使負(fu)載(zai)電(dian)流反(fan)向(xiang)，盡管斬波(bo)器(qi)打開(kai)或(huo) Fd 導(dao)通(tong)，電(dian)荷(he)仍(reng)將是(shi)正(zheng)的。      

D 型斬波(bo)器(qi)/二(er)象限 B 型斬波(bo)器(qi)

當(dang)您在(zai)輸出電(dian)壓(ya) V0 = Vs 上(shang)連接(jie)兩(liang)個斬波(bo)器(qi)時，當 v0 = – Vs 時，兩(liang)個二(er)極管上(shang)的(de)兩(liang)個斬波(bo)器(qi)都被(bei)切(qie)斷。打開(kai)斬波(bo)器(qi)返回正(zheng)輸出電(dian)壓(ya) V0。時間Ton 超(chao)過(guo)時間Toff。 

E型斬波(bo)器(qi)/第四(si)象限斬波(bo)器(qi)

由四(si)個(ge)半(ban)導(dao)體(ti)開(kai)關(guan)和(he)四(si)個(ge)二(er)極管組(zu)成(cheng)，這(zhe)將它們分為四(si)個(ge)象限： 

• 第(di)壹象限 

• 第(di)二(er)象限

• 第(di)三象限 

• 第(di)四(si)象限 

底線(xian)

斬波(bo)電(dian)路(lu)或(huo) AC/DC 轉(zhuan)換器(qi)可(ke)以(yi)調節輸出電(dian)壓(ya)並(bing)減少(shao)從電(dian)源(yuan)汲取的(de)電(dian)流。這(zhe)極大(da)地提高(gao)了(le)它們的效(xiao)率(lv)並允(yun)許(xu)進(jin)行(xing)嚴(yan)格(ge)的監管。使用(yong)兩(liang)個開(kai)關(guan)，斬波(bo)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)以(yi)非常高(gao)的(de)頻率(lv)在導(dao)通(tong)狀態(tai)和關斷狀(zhuang)態(tai)之間切(qie)換。

斬波(bo)器(qi)有多種用(yong)途(tu)，例如電(dian)壓(ya)穩定(ding)和調節、DC 到 AC 轉(zhuan)換/逆(ni)變(bian)器(qi)、RF 生(sheng)成(cheng)和(he) DC 隔離。此(ci)外，它們可(ke)以(yi)采用(yong)小(xiao)型組(zu)件進(jin)行設(she)計，這使它(ta)們成(cheng)為便攜式設(she)備(bei)的(de)理(li)想(xiang)選擇(ze)。它還可(ke)以(yi)實現(xian)更高(gao)的(de)效(xiao)率(lv)，並且(qie)可(ke)以(yi)輕(qing)松(song)生(sheng)成(cheng) RF 信(xin)號。這些電(dian)路(lu)也(ye)適用(yong)於(yu)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)和(he)電(dian)機(ji)控(kong)制(zhi)。

請(qing)添(tian)加(jia)這樣的(de)壹句話(hua)：有(you)任何(he)問題(ti)，請(qing)聯系我們！