電力電子及其控制技術(shù)__2015_07_20匯編

1、電力(dinl)電子及其控制技術(shù)報(bào)告(bogo)人：王金平Email: 日期: 2015.7.20共四十一頁(yè)報(bào)告結(jié)構(gòu)電力電子技術(shù)概述開關(guān)DC-DC變換器控制技術(shù)研究現(xiàn)狀(xinzhung)電路仿真示例共四十一頁(yè)電力電子(dinz)技術(shù)應(yīng)用共四十一頁(yè)共四十一頁(yè)共四十一頁(yè)電力電子(dinz)技術(shù)定義：采用電力電子器件(din z q jin)等實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的有效變換和 控制的技術(shù)，變換包括電壓、電流、頻率和波 形方面的變換。思考：為什么要變換？什么是電力電子技術(shù)？共四十一頁(yè)分類：采用按交-直流變換類型(lixng)劃分AC-DCAC-ACDC-DCDC-AC 共四十一頁(yè)共四十一頁(yè)為什么要采用(ciy

2、ng)開關(guān)電源？共四十一頁(yè)共四十一頁(yè)共四十一頁(yè)開關(guān)(kigun)DC-DC變換器共四十一頁(yè)D：控制(kngzh)脈沖占空比 共四十一頁(yè)控制本質(zhì)(bnzh)及分類開關(guān)DC-DC變換器控制的本質(zhì)是時(shí)間(shjin)比率調(diào)節(jié)按占空比的實(shí)現(xiàn)方式分類 定頻控制 PWM 變頻控制 PFM Constant ON time control Constant OFF time control Hysterics control共四十一頁(yè) 共四十一頁(yè) 共四十一頁(yè)按控制環(huán)路(hun l)分類 Single loop control Voltage mode control Two loop control Cur

3、rent mode control Peak current control Average current control Valley current control Charge control V2 Control Multi loop control V2C control共四十一頁(yè)Voltage Mode Control電壓(diny)型控制電路 電壓型控制(kngzh)主要波形圖優(yōu)點(diǎn): 只檢測(cè)輸出電壓一個(gè)變量，只有一個(gè)控制環(huán)，設(shè)計(jì)和分析相對(duì)比較簡(jiǎn)單；由于鋸齒波的幅值比較大，因此抗干擾能力比較強(qiáng)。缺點(diǎn): 輸入電壓或輸出電流的變化只能在輸出電壓改變時(shí)才能檢測(cè)到并反饋回來進(jìn)行糾正，因此

4、響應(yīng)速度比較慢；由于電壓型控制對(duì)負(fù)載電流沒有限制，因而需要額外的電路來限制輸出電流。 共四十一頁(yè)P(yáng)eak Current Control 電流(dinli)型控制電路電流型控制(kngzh)主要波形圖優(yōu)點(diǎn): 相對(duì)于電壓型控制方法有更快的輸入瞬態(tài)響應(yīng)速度，提高了輸出電壓的穩(wěn)壓精度；自身具有限流的功能，易于實(shí)現(xiàn)變換器的過流保護(hù)，因而在多個(gè)電源并聯(lián)時(shí)，更便于實(shí)現(xiàn)均流，得到了廣泛應(yīng)用。工作原理： 在每個(gè)周期開始時(shí)時(shí)鐘信號(hào)使鎖存器復(fù)位，開關(guān)管導(dǎo)通，開關(guān)電流由初始值線性增大，檢測(cè)電阻Rs上的電壓Vs也線性增大，當(dāng)Vs增大到誤差電壓Ve時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，使鎖存器輸出低電平，開關(guān)管關(guān)斷，直到下一個(gè)時(shí)鐘脈沖到來開

5、始一個(gè)新的周期。 共四十一頁(yè)Average Current Control 工作原理: 檢測(cè)電流經(jīng)電流積分(jfn)器積分(jfn)后與誤差電壓Ve相減，其差值與鋸齒波比較生成控制脈寬驅(qū)動(dòng)開關(guān)。優(yōu)點(diǎn): 提高了電流的控制精度，抗干擾性強(qiáng)共四十一頁(yè)Charge Control 工作原理: 在開關(guān)S開通時(shí)電感電流對(duì)電容CT進(jìn)行充電，當(dāng)電容電壓達(dá)到誤差電壓Ve時(shí)比較器翻轉(zhuǎn)，關(guān)斷S； 直到下個(gè)周期時(shí)鐘脈沖到來再次開啟S。在S關(guān)斷期間CT將充電電荷完全放掉。電荷型控制方法可以(ky)控制每個(gè)周期的電量，可以(ky)更快更有效的控制電流。特點(diǎn): 電荷型控制不限制最大電感電流；對(duì)電流的瞬態(tài)變化響應(yīng)速度慢，不能

6、有效的保護(hù)開關(guān)管等功率器件。 共四十一頁(yè)One Cycle Control 單周控制(kngzh)原理圖工作原理 每個(gè)開關(guān)周期開始時(shí)，時(shí)鐘給出脈沖(michng)信號(hào)，控制器輸出高電平，開關(guān)管S導(dǎo)通，積分器對(duì)二極管上的電壓VD進(jìn)行積分，積分器輸出電壓Vint從0開始增大，當(dāng)Vint達(dá)到基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，比較器輸出翻轉(zhuǎn)，控制器關(guān)斷開關(guān)管，同時(shí)輸出Reset信號(hào)將積分器復(fù)位，直到下一個(gè)時(shí)鐘脈沖到來開始新的周期 。優(yōu)點(diǎn) 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電壓平均值的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)控制，開關(guān)變量平均值在經(jīng)歷一次過渡過程后，僅需一個(gè)開關(guān)周期就可以達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)，對(duì)輸入電壓具有良好的抑制能力。缺點(diǎn) 系統(tǒng)的負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢單周控制

7、主要波形圖共四十一頁(yè)Hysteretic Control 滯環(huán)控制主要(zhyo)波形圖滯環(huán)控制原理圖 滯環(huán)控制，也稱為bang-bang控制或紋波調(diào)節(jié)器控制，滯環(huán)控制是一種單環(huán)、變頻的控制方法 。 工作原理： 在t0時(shí)刻輸出電壓下降到VL，此時(shí)滯環(huán)比較器輸出高電平，開關(guān)管導(dǎo)通，電感電流上升，輸出電壓上升。 在t1時(shí)刻，滯環(huán)比較器的同相端與反相端相等，但是根據(jù)滯環(huán)比較器的特點(diǎn)，此時(shí)比較器還將繼續(xù)保持原來的狀態(tài)。這種狀態(tài)一直將維持到V上升到VH時(shí)，即t2時(shí)刻。 在t2時(shí)刻，比較器翻轉(zhuǎn)，開關(guān)管關(guān)斷，電感電流下降，輸出電壓下降，這種狀態(tài)將一直維持到t3時(shí)刻輸出電壓下降到VL，開始一個(gè)新的周期。 滯環(huán)

8、控制將輸出電壓維持在內(nèi)部(nib)參考電壓為中心的滯環(huán)寬度內(nèi)：V=VH-VL。 共四十一頁(yè) V2 Control V2控制(kngzh)Buck變換器波形圖 V2控制(kngzh)Buck變換器電路圖 工作原理 - 在每一個(gè)開關(guān)周期開始時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)使鎖存器復(fù)位、開關(guān)管導(dǎo)通，電感電流iL由初始值線性增大。對(duì)于開關(guān)頻率的信號(hào)，電容C支路的阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于負(fù)載R的阻抗，該變化的電感紋波電流完全流經(jīng)電容C，通過濾波電容的等效串聯(lián)電阻RE給濾波電容充電，從而在RE上產(chǎn)生與電感電流斜率相同的壓降。由于電容C的容量很大，其電壓Vcap可認(rèn)為恒定不變，則內(nèi)環(huán)的檢測(cè)電壓為 , 當(dāng)VS增大到誤差電壓Vc時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)

9、，從而使鎖存器輸出低電平，開關(guān)管關(guān)斷，電感電流線性下降，直到下一個(gè)時(shí)鐘脈沖信號(hào)到來，開始一個(gè)新的開關(guān)周期。 共四十一頁(yè) V2C Control V2C控制(kngzh)Buck變換器電路圖V2C控制(kngzh)Buck變換器波形圖共四十一頁(yè) 共四十一頁(yè)大學(xué)生該如何自我(zw)學(xué)習(xí)？信息檢索與篩選(shixun) /grid2008/index/zkcald.htm /Xplore/home.jsp / / / .hk/ / /cnpat/cn_patent.asp /bbs請(qǐng)注意，信息整理與歸類同樣非常重要！共四十一頁(yè)學(xué)會(huì)(xuhu)使用工具工欲善其事，必先利其器得其法者事半功倍，不得其法者

10、事倍功半 共四十一頁(yè)仿真(fn zhn)示例二階電路零輸入(shr)響應(yīng) 過阻尼欠阻尼臨界阻尼共四十一頁(yè)仿真(fn zhn)參數(shù)：C=1F，Vc0=10V，L=1HR=0.5 R=5 共四十一頁(yè)R=0.01 衰減(shui jin)振蕩角頻率 共四十一頁(yè)電壓(diny)型Buck變換器 共四十一頁(yè)輸出(shch)電壓起動(dòng)波形穩(wěn)態(tài)仿真(fn zhn)結(jié)果共四十一頁(yè)負(fù)載(fzi)突變仿真結(jié)果共四十一頁(yè)功率(gngl)因素校正變換器 單相(dn xin)不控整流電路仿真結(jié)果輸入電流FFT共四十一頁(yè)Boost PFC 仿真(fn zhn)電路圖共四十一頁(yè)輸入(shr)電壓、電流仿真結(jié)果輸入(shr)電流FFT共四十一頁(yè)單相(dn xin)逆變器 單相(dn xin)逆變器開環(huán)仿真電路圖共四十一頁(yè)仿真(fn zhn)結(jié)果共四十一頁(yè) Thanks!共四十一頁(yè)內(nèi)容摘要電力電子及其控制技術(shù)。開關(guān)DC-DC變換器。開關(guān)DC-DC變換器。AC-AC。DC-DC。開關(guān)DC-DC變換器控制的本質(zhì)是時(shí)間比率調(diào)節(jié)。由于鋸齒波的幅值比較大，因此