直流斬波器是一種將電能從一種形式轉換為另一種形式的開關。它通過轉換直流電并使其具有兩種狀態可變來實現此目的：開/關、高/低等！該設備在電子電路中的使用已經取得了長足的進步。

直流斬波器廣泛用于許多電子設備和電路中以控制功率量，而在電力電子設備中，工程師將它們用作信號調制器。此外，它在電子領域還有其他一些應用，包括將交流輸入電壓轉換為直流，以及在不同電壓下工作的電路的兩個部分之間進行隔離。

這篇博文將討論直流斬波器是什么、它的許多可能的應用以及它是如何工作的。

什么是斬波器？

在其最簡單的定義中，斬波器是將直流電從一種狀態轉換為另一種狀態，從固定的恒定狀態轉換為可變狀態的設備。這種狀態變化對于電子電路控制負載所需的電量是必要的。負載是電路中電力的最終用戶，例如燈泡。

為了讓負載高效工作，斬波器必須提供適量的功率。它使用高頻開關來做到這一點。因此，負載需要的功率量將決定斬波開關的頻率。 

換句話說，它使用兩個不同的電壓電平工作，并在它們之間快速切換，以免除了 0 或 DCV（全開）之外的任何其他電平上的電流通過。

直流斬波器：工作原理

有兩種主要類型的直流斬波器。其中包括無源直流斬波器和有源直流斬波器電路，它們都有其獨特的區別。 

無源和有源直流斬波器的區別如下：

• 無源直流斬波器以高頻打開（切斷所有電壓）并關閉（連接到電壓源）開關，使輸出電壓波形看起來像方波。

• 有源直流斬波電路的工作原理是保持幾乎 50% 的占空比，并使用由放大器或晶體管和二極管控制的開關進行整流。這種技術在現代設計中通常是首選，因為它允許更高的效率，并且比無源直流斬波電路可以更好地調節輸出電壓。

直流斬波器的應用

• 開關模式電源，包括 DC 到 DC 轉換器。

• 直流電機調速器

• 在執行器中驅動無刷直流力矩電機或步進電機

• D類電子放大器

• 電池充電器

• 電動車

• 鐵路和地鐵車輛

直流斬波器有什么好處？

使用直流斬波器電路的主要好處是它可用于電子產品中的許多不同應用，因為這些電路具有幾乎 50% 的占空比，可以很好地調節輸出電壓。

其他優勢包括：

• 效率很高

• 輸出穩壓器

• 穩壓輸出允許在某些電路中減少電流消耗，從而提高它們的整體效率。

• 它可以用小型組件構建，這使其成為便攜式設備的理想選擇。可以產生射頻信號

• 用于電池充電和電機控制等應用

• 它便宜且易于維護

斬波電路的類型

A 型斬波器/第一象限斬波器

當斬波器開啟時，電源電壓為 V0=Vs。并且 t 和這導致電流定向流向負載。然而，當斬波器關閉時，V0 下降到零，但 I0 以類似的方向流過續流二極管。因此平均電流和電壓保持正值。

B型斬波器/第二象限斬波器

為此，負載應包含直流電源 E。打開的斬波器 V0 為零。負載電壓 E 驅動電感 L 上的電流。L 負責存儲斬波器的能量。 

轉動 v0 =( E+ L . di / dt )的斬波器會  導致電壓 Vs 出現浪涌。二極管 D2 正向偏置并開始向電源傳導功率。 

無論斬波器是打開還是關閉，I0 電流都會流出負載。與正 V0 電流相比，I0 電流為負。 

C型斬波器/兩象限A型斬波器

C型斬波器是兩個象限的組合，由-A型和B型并聯而成。只要二極管 FD 在負載上有效，這種類型的連接總是會獲得正輸出電壓 Vo。當斬波器打開時，續流二極管開始導通，使輸出電壓 Vo 等于 Vs。和反向負載電流 Io。即使負載電流反向，盡管斬波器打開或 Fd 導通，電荷仍將是正的。      

D 型斬波器/二象限 B 型斬波器

當您在輸出電壓 V0 = Vs 上連接兩個斬波器時，當 v0 = – Vs 時，兩個二極管上的兩個斬波器都被切斷。打開斬波器返回正輸出電壓 V0。時間Ton 超過時間Toff。 

E型斬波器/第四象限斬波器

由四個半導體開關和四個二極管組成，這將它們分為四個象限： 

• 第一象限 

• 第二象限

• 第三象限 

• 第四象限 

底線

斬波電路或 AC/DC 轉換器可以調節輸出電壓并減少從電源汲取的電流。這極大地提高了它們的效率并允許進行嚴格的監管。使用兩個開關，斬波電路可以以非常高的頻率在導通狀態和關斷狀態之間切換。

斬波器有多種用途，例如電壓穩定和調節、DC 到 AC 轉換/逆變器、RF 生成和 DC 隔離。此外，它們可以采用小型組件進行設計，這使它們成為便攜式設備的理想選擇。它還可以實現更高的效率，并且可以輕松生成 RF 信號。這些電路也適用于電池充電和電機控制。

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