學習-ghr電力電子技術(shù)課件

將供電DC變換為另一符合幅值（固定或可調(diào)）和紋波參數(shù)與性能指標要求的DC直接直流變流電路DC—DC/DC間接直流變流電路DC—AC—直接直流變流電路也稱斬波電路（DC通常情況下，直接直流變換電路的輸入與輸出之間 故又稱為 型DC-DC變換間接直流變流電路中間增加了交流環(huán) 本章內(nèi)容基本斬波電路（ 復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電 的DC-AC-DC變流電 基本斬波電 Buck、Boost、Buck-Boost、降壓斬波電路（Buck變換器1、電路拓 2、（穩(wěn)態(tài)）工作原理與波 基本斬波電 降壓斬波電路（Buck變換器1、電路拓 2、（穩(wěn)態(tài)）工作原理與波UT UT dt000TEIoUoRα稱為占空比或?qū)ū?。也可用D 基本斬波電 降壓斬波電路（Buck變換器4、三種輸出電壓控制方脈沖寬度調(diào)制：T不變tonUoUotonTEIoUoR

——PulseWidthModulation混合型：ton和T都可基本斬波電降壓斬波電路（Buck變換器PulseWidthModulation脈沖寬度調(diào)簡易調(diào)制電路及原 L/L/TmEM/ 降壓斬波電路（Buck變換器5、Buck電路解

et1/1eT/1 MReem 1et1/EM1TRR11Ld R Ld Rdt Mdt2M 基本斬波電 降壓斬波電路（Buck變換器5、Buck電路解L/TmEM/et1/L/TmEM/ m eT/1 e

1et1/

1e I201eT/

1e

當很大時，和都很小，e1、e1，可得

mEEmEUoEMI ee1e上述數(shù)量關(guān)系也可從能量平衡角度推得——參 上p.121下半頁式(5-另外，簡單令I(lǐng)10≥0還可推得電流連續(xù)的條件 基本斬波電降壓斬波電路（Buck變換器例5-2：圖5-1a所示降壓斬波電路中，E=100VL=1mH，R=0.5Ω，EM=10V，采用脈解：由題目已知條件可得：mEM10 L0.001當ton=5s時，有

T

e1e

m，故輸出電流連 tonE100525(V

Uo-

251030(

輸出電流的最大和最小值瞬時值分別為1

1

Imax

e0.0025

1

1

Imin

e0.01

5.1基本斬波電升壓斬波電路（Boost變換器LEC1、電路拓 LECR 5.1基本斬波電升壓斬波電路（Boost變換器1、電路拓 2、（穩(wěn)態(tài)）工作原理與波3、輸入輸出關(guān)周期T內(nèi)，L積蓄的能量==L釋放的能EI1ton(UoE)I1

1 —升壓即：U

ETE

1

E1IoIoR基本斬波電升壓斬波電路（Boost變換器4、升壓斬波電路的典型應(yīng)當V導(dǎo)通期間，L從EM吸收并

有源功率因數(shù)校正APFC光伏陣列最大功率 0i0

EE t

0i0

E Et 基本斬波電1、Buck-Boost電Buck電 基本斬波電1、Buck-Boost電VT導(dǎo)通時的電流回Uotontd1Uotontd1dILUdtonILUdtonILUo

VT關(guān)斷時的電流回 基本斬波電2、Cuk電Boost電 基本斬波電2、Cuk電VT導(dǎo)通時的電流回 VT關(guān)斷時的電流回UUotont d1d 基本斬波電Cuk電 基本斬波電1、Sepic電VT導(dǎo)通時的電流回 VT關(guān)斷時的電流回UUotont d1d 基本斬波電11、Sepic電2、Zeta電 基本斬波電2、Zeta電VT導(dǎo)通時的電流回 VT關(guān)斷時的電流回UUotont d1d復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電5.2.1電流可逆斬波電路（半H橋斬波器如具有再生制動能力的直流電動機或不間斷電源(UPS)中儲能蓄電池的充放電控 風能 能發(fā)電系統(tǒng)中儲能蓄電池的充放電控 復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電 電流可逆斬波電路（半H橋斬波器E為有源負載的等效電壓直流電動機負載下，E等于電樞反電動(UPS)蓄電池負載下，E即為其空載電實際上，該電路是Buck電路和Boost電路的組合。屬于復(fù)合斬波電路 復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電電流可逆斬波電路（半H橋斬波器當電能從電源輸向負載時：如蓄電池充電當負載向電源回饋能量時：如蓄電池放電I0<0，電路工作于第二象限。 復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電電流可逆斬波電路（半H橋斬波器BuckBuck與Boost兩種工況的切換問題等待電感電流降至0！——短暫失控？！0U40U4L復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電電流可逆斬波電路（半H橋斬波器VTVT1與VT2互補驅(qū)動方式下的工作原理及波nnU CC 00ee復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電電流可逆斬波電路（半H橋斬波器應(yīng)應(yīng)用例1：不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)——蓄電池車開開環(huán)機械特—— p.144圖2-31應(yīng)用例2：不間斷電源（UPS）儲/釋能控制—— p.146圖2- 復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電橋式可逆斬波電路（H全橋斬波器 復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電橋式可逆斬波電路（H全橋斬波器1、單極當i0＞0時：使V4常通、V3常斷當i0＜0時：仍使V1當i0＜0時：仍使V1與V2互補導(dǎo)但V3常通、V4常斷 復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電橋式可逆斬波電路（H全橋斬波器器件開關(guān)頻率不變，但倍頻輸出效同器件開關(guān)頻率不變，但倍頻輸出效同橋臂互補驅(qū)動，但兩個橋的驅(qū)動信號中心線錯位90o復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電橋式可逆斬波電路（H全橋斬波器斜對角兩個器件同時驅(qū)斜對角兩個器件同時驅(qū)兩對器件互補驅(qū) u0II要比單極性時

t 復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電多相多重斬波電 定義相數(shù)——一個控制周期中電源側(cè)的電流脈波數(shù)實際上屬于斬波電路多重化技術(shù)多重化技術(shù)的發(fā)展背景功率容量擴充的要求——器件串/并聯(lián)的難處：均壓/均流問而單元電路的串/并聯(lián)——多重化擴——高壓、大電流下開關(guān)變換——EMI強度而多重化技術(shù)可顯著降低開關(guān)應(yīng)提高波形質(zhì)量的要求——高壓、大電流下器件開關(guān)頻率受——輸出波形脈動大；諧波（畸變）導(dǎo)致輸入波形——多重化技術(shù)可使在較低開關(guān)頻率下獲得高頻控制的效——移相（錯位）疊加——增大容量并諧波抵消 復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電多相多重斬波電以三重降壓斬波電路為u1(i1)、u2(i2、u3(i3的波形相同，也依次錯位1/3周期；總輸出電流iO的脈動頻率也為各單元輸出脈動頻率的3倍，且脈動幅值小 的直流-直流變流電——DC-AC-DC間接直流變換電路——組合變——主要應(yīng)用：高 型開關(guān)電開關(guān)電源的通用結(jié)構(gòu)形式輸入輸出 ——變壓器——電允許相 的多路輸出——控制（驅(qū)動）電源中常適用輸入輸出相差很大時——占空比、效中間環(huán)節(jié)高頻AC——變壓器、濾波器均可小型輕量——低噪 （節(jié)材、降耗 帶的直流-直流變流電——DC-AC-DC間接直流變換電二大

單端電雙端電

反激電推挽電

變壓器中流過單極性直流脈動電變壓器中流過正負對稱的交變電 帶的直流-直流變流電正激電路1、電路拓 2、工作原理及波 帶的直流-直流變流電 正激電路1、電路拓

2、工作原理及波S導(dǎo)S導(dǎo)通W勵磁期間11tiS關(guān)斷磁復(fù)位期3ti3、關(guān)于磁通復(fù)W3稱為磁復(fù)位繞組或去磁繞為?？煽看艔?fù)位，toff不能太短 N3t1 帶的直流-直流變流電正激電路1、電路拓 2、工作原理及波3、關(guān)于磁通復(fù)4、輸入輸出關(guān)UUoNN i1 的直流-直流變流電反激電路1、電路拓

2、工作原理及波3、輸入輸出關(guān)系（負載較輕時

S0UiUi000

t(1+ N2 o N2 oNi11 帶的直流-直流變流電5.3.2反激電路4、一個實際應(yīng)用時的開TTt(1+tUi00 的直流-直流變流電反激電路5、設(shè)計示例：基于TOPSwitch+5V/±12V反激 開關(guān)電 帶的直流-直流變流電半橋電1、電路拓2、工作原理及波UoNNUoNN i1 帶的直流-直流變流電全橋電1、電路拓2、工作原理及波 帶的直流-直流變流電5.3.4全橋電1、電路拓2、工作原理及波 帶的直流-直流變流電5.3.4全橋電1、電路拓2、工作原理及波 帶的直流-直流變流電5.3.4全橋電1、電路拓2、工作原理及波 5.3帶的直流-直流變流電5.3.4全橋電1、電路拓2、工作原理及波UoNN UoNN i1 5.3帶的直流-直流變流電5.3.5推挽電1、電路拓2、工作原理及波 5.3帶的直流-直流變