电力电子装置及系统-考试-知识点-太原理工大学(13届-葬仪落-任影汐整理

1、第1章 绪论1、 电力电子技术的核心是电能形式的变换和控制，并通过电力电子装置实现其应用。2、 电力电子装置定义：以满足用电要求为目标，以电力半导体器件为核心，通过合理的电路拓扑和控制方式，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置。3、 电力电子控制系统：电力电子装置和负载组成的闭环控制系统称为电力电子控制系统。4、 电力电子装置的主要类型： AC/DC变换器（整流器） DC/DC变换器（采用PWM控制的变换器也叫直流斩波器）AC/AC变换器（输入输出频率相同叫做交流调压器，频率变化叫变频器） DC/AC变换器（逆变器）静态开关（静态开关通、断时没有触点动作，从而消除了电弧的危害。且静态开

2、关由电子电路控制，自动化程度高。）5、电力电子装置的应用（1）直流电源装置：通信电源、充电电源、电解电镀直流电源、开关电源（2）交流电源装置：交流稳压电源、通用逆变电源、不间断电源UPS（3）特种电源装置：静电除尘用高压电源、超声波电源、感应加热电源、焊接电源（4）电力系统用装置：高压直流输电、无功功率补偿装置和电力有源滤波器、电力开关（5）电机调速用电力电子装置：直流、交流（6）其他实用装置：电子整流器和电子变压器、空调电源、微波炉、应急灯等电源6、电力电子装置的发展前景：交流变频调速、绿色电力电子装置、电动车、新能源发电、信息来源7、半导体电力电子开关器件：电力二极管、晶闸管、电力晶体三极

3、管、电力场效应晶体管、绝缘门极双极型晶体管IGBT8、电力转换模块：把同类或不同类的一个或多个开关器件按一定的拓扑结构及转换功能连接并封装在一起的开关器件组合体。 功率集成电路PIC：将电力电子开关器件与电力电子变换器控制系统中的某些环节制作在一个整体上，就叫功率集成电路。 电源管理集成电路：可以提供各种方式来控制电源转换并管理各种器件的集成电路。9、 散热：（1）为什么要散热？答:PN结是电力电子器件的核心，PN结的性能与温度密切相关，因而每种器件都规定最高允许结温，器件运行不得超过这个温度，否则许多特性参数改变，甚至使器件永久性烧坏，不散热，100A的二极管长时间流过50A也可能被烧坏。（

4、2）散热的原理。散热途径有三种，但电力电子器件采用热传导和热对流两种方式。（3）散热措施：减少器件损耗：采用软开关电路，增加缓冲电路等措施。 散热措施：提高接触面光洁度，涂导热硅脂，施加合适安装压力。 选择有效散热面积大的散热器。 结构设计注意风道的形成，可以用水、油等介质管道帮助冷却。10、 缓冲电路：（1） 作用：抑制开关器件的di/dt、du/dt，改变开关轨迹，减少开关损耗，使之工作在安全工作区域内。（2） 普通晶闸管用无极性缓冲电路，GTO、BJT、IGBT等自关断器件，工作频率比SCR高得多，用有极性缓冲电路。11、 保护技术（1） 过电流保护：防止过电流：互锁：桥臂中一开关器件有

5、驱动信号时，绝对不允许另一开关器件有驱动信号，可以利用门电路将桥臂中两个驱动信号进行互锁。死区：桥臂中两个开关器件都不允许开通的时间。时间为器件关断时间的1.5-2倍过电流保护方法：利用参数状态识别对单个器件进行自适应保护。当饱和压降超过限定值的时候，器件驱动电路自动封锁脉冲。利用常规办法进行最终保护。晶闸管用快速熔断器，高频开关器件用电流检测，过流时限制电流，必要时封锁驱动脉冲。（2） 电流信号检测慢速型电流检测元件：电流互感器。注意：互感器二次绕组不能开路。快速型电流检测元件：霍尔元件、霍尔电流传感器模块。（3） 输出过压保护封锁驱动信号，为了不出现误保护，应具有反延时特性（过压越多，保护

6、延时越短）。（4） 输入瞬态电压抑制（MOV器件）（5） 输入欠电压保护（6） 过温保护（7） 器件控制极保护（8） 自锁式保护电路第2章 高频开关电源1、 线性稳压电源：工作在线性放大区域的稳压电源。 线性电源：电力电子器件工作在线性放大区域。 开关电源：电力电子器件工作在开关模式，一般指小功率AC-DC、DC-DC 。 线性稳压电源的工作原理：依靠调节大功率晶体管T的基极电流的大小改变负载R上的电流，来调节输出电压，T上有一定的电压和电流，功率损耗较大。2、 开关电源发展状况：（1）高频化（2）电源电路的模块化、集成化（3）绿色化3、 高频开关电源的基本组成：（1） 输入环节：输入浪涌电流

7、抑制、瞬态电压抑制、线路滤波器、输入整流滤波浪涌电流：在合闸的瞬间，由于输入滤波电容的充电，交流电源端阻抗低，产生浪涌电流。抑制方法：限流电阻加开关（将限流电阻串接于交流线路或整流桥后的直流母线上，开关与电阻并联）、采用负温度系数热敏电阻NTC、功率很小的开关电源直接在线路中串接电阻限制浪涌电流。瞬态电压：在交流线路间并联压敏电阻或者瞬态电压抑制二极管（TVS）抑制输入瞬态电压（2） 功率变换电路（Buck变换、Boost变换、Buck/Boost变换、正激、反激、推挽、半桥、全桥）（3） 控制驱动保护电路：PWM电压控制模式、PWM峰值电流控制模式4、 单端反激式开关电源（1） 工作模式：不

8、连续工作模式（DCM）、临界工作模式、连续工作模式（CCM）连续：不连续：（2）工作原理：变压器PT既是变压器也是一个线性电感，T饱和导通时其等效阻抗近似为零，如果外加电压Ui恒定，流过绕组N1的电流i1线性增长，由于绕组N1、N2是反极性的，二极管D截止，副边没有电流，导通期间的能量储存在初级电感里;当开关截止时，副边绕组感应电势使二极管导通，通过输出电容和负载释放磁场能量。反激变换器：开关管导通时电源将电能转为磁能储存在电感（变压器）中，当开关管关断时再将磁能变为电能传送到负载单端变换器：变压器磁通仅在单方向变化自激型单端反激开关电源RCC： ibT通,i1流过N1U1、Uf (Nf)ib

9、增加i1 增加 T饱和，i1线性上升， Czcd的存在，ib随时间下降 T进入放大区，i1 受控减小 Uf反向 ib进一步减小 使T很快截止。临界工作状态：他激型单端反激开关电源（UC3842） 振荡器的振荡频率由外接的电阻RT和电容CT决定，而外接电容同时还决定死区时间的长短。死区时间、开关频率同RT和电容CT的关系如下所示:设计时可先根据所需的死区时间用式(8-2)计算CT值，然后再根据式(8-3)计算RT值。 驱动电路的结构为推挽结构的跟随电路，其输出峰值电流可达500mA，可以直接驱动主电路的开关器件。 欠电压保护电路对集成PWM控制器的电源实施监控。 电路初上电时，电源电压低于启动电

10、压（典型值约为16V），欠电压保护电路封锁PWM信号的输出，输出端（引脚6）为低电平。只有当电源电压大于启动电压后，经过一次软启动过程，UC3842的内部电路才开始工作，输出端才有PWM信号输出。 工作过程中，如果电源电压跌落至保护闭位（典型值为10V）以下时，输出PWM信号被封锁，避免输出混乱的脉冲信号，以保护主电路开关器件。只有当电源电压再次大于启动电压后，再经过一次软启动过程，UC3842的内部电路才重新开始工作，恢复PWM信号输出。5、 功率因数校正：无源功率因数校正和有源功率因数校正。 功率因数PF定义：PF=P/S=(I1/I)cos=cos （有功功率P与视在功率s的比值） 功率

11、因数校正PFC原理：通过一定的措施，使输入电流连续，并尽可能接近于电压波形（正弦波），或者使输入电流的谐波分量尽量小，提高功率因数。 （1）无源功率因数校正：在电源输入端加入电感量很大的低频电感，以便减少滤波电容充电电流的尖峰。缺点：校正效果不理想，功率因数只能达到0.85左右，电感体积大，增加了设备的体积和重量，系统成本提高。 （2）有源功率因数校正（APFC）：功率因数可以达到1。采用有源滤波器进行无功和谐波补偿采用功率因数校正电路（单相有源功率因数校正装置的控制方法分为不连续电流模式DCM和连续电流CCM模式，采取Boost电路拓扑，三相大容量整流用PWM高频整流器） 有源功率因数校正控

12、制技术原理 有源功率因数校正技术主要采用一个变换器串入整流滤波与变换器之间, 通过特殊的控制, 一方面强迫输入电流跟随输入电压, 从而实现单位功率因数,另一方面反馈输出电压使之稳定, 从而使变换器的输入实现预稳。功率因数为1的高频整流器：非连续电流模式、连续电流模式功率因数校正器，三相高频整流器。第三章 逆变器1.常见单相逆变器主电路拓扑 逆变器有单相和三相两种，三相逆变器可由三相半桥组成，也可由3个相位互差120的单相逆变器组成。 半桥电路 缺点：输出端电压波形幅值仅为直流母线电压值的一半，电压利用率低 优点：可以利用两个大电容自动补偿不对称波形 全桥电路 缺点：变压器直流不平衡 （中大容量

13、逆变器） 优点：电压利用率与推挽一样，为半桥两倍 推挽电路 缺点：变压器直流不平衡 （适合低压输入场合） 优点：电压损失小，直流母线电压只有一个开关管管压降损失，驱动电路简单2、驱动电路：主电路与控制电路之间的接口电路。3、逆变器控制方法:（1）直流脉宽调制(定义：利用直流调制信号和三角波比较，可以得到单脉波信号；改变直流调制信号，就可改变单脉波的脉冲宽度，调节电压基波分量的有效值，实现电压控制目的)方波输出电路简单，易于闭环控制，电压输出稳定度也比较高，具有成本低的优点。但是方波输出含有大量的低次谐波，波形畸变严重。（2） 正弦波脉宽调制（SPWM技术，利用面积冲量等效原理获得谐波含量很小的

14、正弦电压输出）单极性SPWM调制模式 双极性SPWM调制模式4. 逆变器直流不平衡（直流偏磁）直流偏磁：由于逆变电压中出现直流分量，使变压器磁芯的工作磁滞回线中心偏离了坐标原点，正反向脉冲磁过程中工作状态不对称，使得变压器正负半周传输的能量不平衡。原因：主开关器件及驱动电路特性不一致，一个正弦周波中，正负半波控制波形不对称，元件参数的分散性引起死区不一致，主电路同一桥臂上、下两个开关器件的开通、关断时间不等 ,饱和压降不同 ,缓冲电路参数有差异等 。危害：变压器铁芯“偏磁”单方向饱和，输出电压波形畸变率增加，变压器原边绕组出现极大励磁电流，威胁器件安全运行。抗直流偏磁措施：增加变压器磁心气隙，

15、改善磁导率的线性度，增大抗偏磁能力；变压器设计时，最大磁密比较小；限制最大脉冲宽度，在一个周期内尽量使正负脉冲宽度一致，特别是在动态工作状况下；检测通过开关管的电流，当此电流连续几个周波超过设定值，则切断控制脉冲，使变压器有足够的时间去磁，然后再开通控制脉冲；在变压器原边串联隔直电容，提高变压器抗不平衡的能力；严格挑选开关特性一致的功率管用于全桥逆变电路；采用反馈进行直流补偿。5.SPWM控制电路框图（电压调节为了稳压，电流调节为了限制输出电流）6.三相SPWM系统框图7. 交流电动机变频调速系统 异步电动机转速 fs定子电压频率8. 感应加热电源（高频谐振逆变器：将市电整流，再逆变成高频交流

16、给感应线圈供电）感应加热是利用电磁感应原理对工件进行加热，工件中功率密度的分布可以方便的予以控制和调节，因而可以提高加热工件的质量、并联谐振式逆变电路 市电整流后串联一个大电感L1，属电流源逆变器，逆变桥输出电流近似方波，LCR是逆变桥的谐振负载逆变器工作频率接近于并联谐振负载电路的谐振点，因此负载电压接近于正弦波，每个开关管增加串联二极管，增大每臂的导通压降和通态损耗。串联谐振式逆变电路 逆变器的工作频率略高于负载电路的谐振工作点时，负载电路呈电感性，电流过零点滞后于电压过零点。t1时刻以前开关管T2T3导通，输出电压和电流为负，在t1时刻关断T2T3，这时流经负载的电流尚未下降至零，负载中

17、电感要维持电流，使电流经T1T4与T2T3的反并联二极管D1D4流通，T1T4的驱动脉冲式互补的，在电流自然下降过零前已对T1T4加上驱动脉冲，在t2时刻电流自然地由二极管D1D4换至开关管T1T4，称为自然换流（可使开通损耗降到零）。逆变电路功率调节：逆变器工作频率fs始终应接近并大于其谐振频率，负载的谐振频率fr=1/2 sqr(LC). 电流互感器检测输出电流，如果输出电流小于设定值，电流调节器的输出就使压控振荡器的工作频率降低，分频以后的逆变器脉冲频率跟随降低，等效阻值随之降低，输出电流增大。第四章 不间断电源UPS1、UPS的定义：是指当市电发生异常或断电时，还能继续向负载供电，并能

18、保证供电质量，使负载供电不受影响的装置。市电正常时，UPS相当于交流稳压器，同时向机内蓄电池充电。2、 UPS应具有的特性：有不间断的供电能力、可靠性高输出电压品质好对电网的影响小智能程度高体积小、重量轻3、 UPS的类型：后备式、双变换在线式、在线互动式、 Delta变换式 后备式UPS：容量小于2KVA市电处于175-264V正常值时，UPS首先经低通滤波器对电网高频干扰进行适当的衰减、抑制处理，然后分两路，一路到充电器中对蓄电池组充电，一路到交流旁路通道上的简单稳压电路，经过转换开关向负载供电，逆变器空载，没有输出。（转换开关由UPS逻辑电路控制）市电故障或供电中断时，充电器停止工作，转

19、换开关在切断交流旁路通道的同时，将负载同逆变器输出端连接，逆变器将蓄电池中存储的备用直流电变换为50HZ/220V电压，维持对负载电能供应。优点：结构简单、可靠性高、效率高、成本低。缺点：供电波形质量较差、频率适应性差、逆变器工作转换时间较长。 双变换在线式UPS（经AC/DC、DC/AC两次变换供电给负载）0.7-1500KVA市电异常时，由蓄电池经过DC/AC变换供电，只有逆变器故障时，才通过旁路电路直接通过转换开关切换给负载供电。市电正常时，经过滤波，分成三路，第一路交流变直流，经充电器对蓄电池组进行浮充电，第二路经过整流和大电容滤波变为较为平稳的直流电，再由逆变器变换为稳压稳频的交流电

20、，通过转换开关送给负载，第三路转换开关的控制，如果逆变器故障，在逻辑控制电路的调控下，UPS直接将市电供给负载。优点：市电正不正常都由逆变器供电，供电质量好，市电转换到电池供电可实现零切换时间缺点：结构复杂，成本高，效率低，无功功率和谐波电流对电网公害较大。 带隔离变压器的称为工频机，不带隔离变压器的称为高频机。 在线互动式UPS 0.7-20KVA市电正常时，由继电器控制电流通路，向负载供电，继电器的接通点不同，变压器变比不同，做到对输出的基本稳压。同时UPS中双向变换器处于整流工作状态，给蓄电池组充电。市电异常时，双向变换器转换为逆变工作状态，将电池电能转换为正弦交流电输出。优点：结构简单

21、，成本低，效率高，可靠性高。缺点：供电品质不高，市电电池转换时，输出电压有转换时间。Delta变换式UPS（只对输出电压的差值进行调整和补偿）10-480KVA市电正常时，经过Delta变压器提供的补偿电压u既抵消电源中的谐波电压，又补偿基波电压，使负载得到稳定的正弦波电压。Delta变换器又叫串联补偿变换器，主变换器称为并联补偿变换器，前端变换器经过电感提供电压，后端变换器经过LC滤波并联接在负载两端，对主变换器进行实时控制，输出正弦电压，并向负载输出电流，补偿负载无功和谐波电流，使功率因数为1。市电停电，主变换器从蓄电池获取电能继续向负载供电。优点：市电电池转换时，可实现零切换时间、供电品

22、质高、功率裕量大、效率高缺点：结构复杂，成本高。（低于双变换）4、 UPS的发展方向、1、 控制系统的全数字化2、主电路拓扑高频化和软开关技术3、智能化4、网络化5、 绿色化6、模块化和冗余化5、UPS的组成：整流器（PFC电路）、逆变器、蓄电池组、交流滤波器、静态开关、旁路电源、备用电网、整流器触发控制电路、逆变器触发控制电路、静态开关控制电路和辅助电路（电压、电流、频率、温度等检测电路，辅助电源，启动和停止电路、显示电路，逆相和缺相检测电路，保护和报警电路）6、蓄电池组：（1）类型:HS型（经济型），AHH型（适合于低温工作）， CS型（适用于长时间放电要求）； M型（小型密封式）。（2）

23、基本功能:UPS的蓄电池必须具有在短时间内输出大电流的特性，供电时间能维持10分钟左右。（3）基本性能指标 放电终止电压：表示电池不允许再放出电能时的电压，通常为1.75V/单格。 放电率：表示放电至终止电压的电流大小或时间快慢。可用放电电流或放电时间表示。 容量：表示电池在充满电的情况下的储能多少，用放电电流与放电时间的乘积来表示，单位为安时(Ah)。 放电电流：就是电池的输出电流，它除了用安培来表示外，通常也用电池的容量乘以某个系数来表示。 自放电率：电池在不用时其内部放电电流。（4）蓄电池的充电 初充电:新的蓄电池在安装完毕后，一般要进行一次较长时间的充电，称为初充电。蓄电池的初充电电流

24、大小应按说明书规定值，或按额定容量的1/10取值。 正常充电:蓄电池在放电终了后可进行再充电，称为正常充电；正常充电时，一般采用分级定流充电方式。即在充电初期用较大电流、充电一定时间后，改用较小电流，至充电后期改用更小电流。 连续浮充制：是指充电用的整流器和蓄电池以并联供电的工作方式运行。 均衡充电：是指在一定时间内应分别对电池组中的每个单元进行均衡充电7、 整流器（1）整流器UPS中作用：1、将市电交流电转换为直流电，经滤波后供给逆变器。 2、给蓄电池提供充电电压，可起到充电器的作用。（2） UPS中对整流器要求：1、输出电压大小要能调节，以满足对蓄电池进行浮充电和均衡充电的要求。2、输出要

25、稳定，一般稳态 精度要达到1%。 3、具有一定过载能力4、输出电压的波纹要小，一般要求在额定负载时小于额定输出电压的1%。 5、具有过载、短路、过热、过电压、欠电压等保护和报警功能。6、启动要平稳，运行要稳定可靠。（3） 整流器一般采用可控整流电路，以得到稳定的输出直流电压；随着电网污染越来越严重，各国对挂在电网中的设备提出了越来越高的要求，UPS作为一种重要的挂网设备一般具有功率因数校正功能。（4） 整流器和充电器整流器一般采用二极管全桥整流或晶闸管相控整流。充电器：给蓄电池充电的装置小容量UPS中，整流器和充电器分开的原因：（1）整流器的输出电压一般是不稳定的，然而蓄电池的最高充电电压是限

26、定的，必须用一个稳压电源做为充电器。（2）蓄电池的充电电流不能过大，这就要求充电器具有稳流和限流功能。大容量UPS中，整流器和充电器合二为一，控制电路成本仅占很小一部分，设计的复杂一点也不会增加成本，但是分开就要增加器件数量，增加成本。8、 逆变器（1） 逆变器在UPS中作用：负责将整流器输出的直流电压或蓄电池存储的直流电转化为用户所需要的稳频稳压的交流电源。（2） 逆变器输出电压类型：对小容量UPS而言，逆变器输出多为方波或梯形波；对大容量UPS而言，逆变器输出多为正弦波。（3） UPS中对逆变器的要求：1、能输出一个电压稳定的交流电，无论是输入电压出现波动还是负载发生变化，他都要达到一定的

27、电压稳定精度，静态时一般小于2%。2、能输出频率稳定的交流电，要求该交流电能达到一定的频率稳定精度，静态时一般为0.5%。3、输出的顶呀及其频率，要在一定的范围内可以调节。一般输出电压可调范围不小于5%，输出频率可调范围不小于2Hz。4、具有一定的过载能力。5、输出电压的波形含谐波成分应尽量小。6、具有短路、过载、过热、过电压、 欠电压等保护和报警功能。7、启动要平稳，起动电流要小，运行要稳定可靠。8、应具有快速的暂态响应。（4） 逆变器主电路结构：对有推挽型、半桥型、全桥型等。（5） UPS中常用的转换开关：机械接触器、静态开关、混合式开关。9、 滤波电路种类：1、交流输入滤波（整流器输入端

28、）2、直流电压滤波（整流器输出端） 3、交流输出滤波（逆变器输出端）fs为开关频率10、 旁路控制电源：主要给静态开关的驱动装置供电的装置。系统辅助电源：主要给控制检测电路、显示部分等提供低压多路直流电源的装置。11、接地装置、保护和报警系统接地 目的：为了保证UPS设备自身的安全可运行和用户的人身安全。 要求：减小接地电阻，注意接地处地面上的人和设备的安全，接地要可靠避免假接地 分类：机壳接地、逻辑接地、防雷接地保护 （1）过载保护 （长时间处于过载状态来不及散热使设备受损） （2）过电压保护（对主电路的过电压保护和对触发控制电路的过电压保护） （3）欠电压保护（电源装置的交流输入端、直流输

29、入端、交流输出端欠电压保护） （4）短路保护（对整流器和逆变器用快速熔断器保护、三项交流电压输入开关富有熔断器和跳间线圈直流输入电压和交流输出电源的开关附有熔断器，使用快速电流检测器件检测实际线路电流，送入控制保护系统进行快速保护） （5）过热保护 （采用热电耦进行保护点的温度检测送入保护控制系统，半导体温度继电器做过热保护） （6）蓄电池的液面和温度保护（定期补充蒸馏水） （7）三相输入型UPS的输入电压异常（缺相或相序错误）保护 （8）通讯异常保护报警 是给用户提供设备故障的示警信号。12、 UPS同步锁相技术（1） 同步锁相控制：通常，市电电压频率会因电网负荷变化等因素影响而无法维持恒定

30、，因此需要检测逆变器与输入市电的频率差和相位差，通过闭环控制来进行调节逆变器输出电压的频率和相位，使逆变器与市电保持相位同步运行。（2） 并联控制系统中，UPS需要经常在自振和锁相之间切换。（3） 锁相环的工作原理（4）UPS交流电压幅值快速检测工作原理：移相器对电网检测波形移相90，正弦量移相为余弦量，这两个量分别平方后相加就得到电网电压的最终检测量为U is=Ks2（Ui2sin2t+Ui2cos2t）=GdUi213、 模块化优点：对于代理商，使产品规格单一，增大了可扩展性，小型用户使用数量少的模块，大型则用较多模块，甚至可以配备可扩展的模块柜，满足于各种原因造成的功率需求。对厂商而言模

31、块化能够提高生产效率，降低成本适合大规模生产，也可以为用户维护提供配件。第五章1. 直流电动机电枢绕组电压平衡方程，忽略电枢电感压降2. 限制电枢电流启动直流电机的两种方法：1、电枢中串接外加电阻，等效电阻增大，来限制电枢电流，随着转速上升，反电势增大，在启动过程中逐步切除外加电阻，使电流始终在适当范围内；2、启动中改变外加电压以控制电枢电流。3. 直流电机无触点启动器工作原理：Lm是直流电动机的励磁绕组，直流电源Ud经过开关管T、续流二极管D构成的Buck变换器给直流电动机的电枢绕组供电，HL用来检测电枢电流ia。控制系统将反馈电流与电流给定值Ig相比较，控制T的通断，从而使电枢电流ia在整

32、个启动过程中被控制在给定值附近，如果开关频率很高，则在启动过程电枢电流的平均值IaIg.控制系统：启动器采用IGBT全控器件，系统利用PWM电流环和瞬时值电流滞环相结合的方法控制IGBT通断，电流反馈同时引入三个环节。（电流调节;滞环限流电路；记忆封锁。）4. 滑差电机（电磁调速异步电动机）结构：由普通鼠笼式异步电动机、电磁滑差离合器和电气控制装置组成。异步电动机作为原动机，当它旋转时带动电磁离合器旋转，改变离合器的电磁力，就能改变电动机的转速。离合器的励磁电流使直流，通过直流斩波电路可以调节它的励磁电流，改变它的电磁力。5. 滑差电机锁相环：相位比较器PD、低通滤波器LF和电压控制振荡器VC

33、O。6. 具有中间环节的DC/DC变换器主电路（输入滤波电路、半桥式高频逆变电路、高频降压变压器、输出整流及输出滤波）；控制电路（辅助电源、驱动电路、PWM控制电路、反馈电路、启动及保护电路、故障显示报警电路）主电路工作原理：蓄电池电源电压经L、C1C4输入滤波电路加到半桥式逆变电路上，电感L是分成两个线圈绕在一个铁芯上，分别串联在正负直流母线上。高频开关器件TA、TB由一对相位互差180度的脉冲控制，交替的通断，频率为20KHZ。20KHZ的方波电压经高频变压器降压及副边二极管整流、滤波后得到所需的直流电压C7、R1、D1构成母线吸收电路，吸收线路电感引起的尖峰电压。控制电路的工作原理：集成

34、PWM控制专用芯片TL494为核心组成，TL494内部的稳压电路将外部供给的+12V变换成+5V，供给芯片内电路使用，并通过芯片的14端对外引出，供外部电路作给定电位。7. IGBT驱动电路的基本要求:(1) 提供足够的栅极电压(+15v)来开通 IGBT 并在开通期间保持这个电压。(2) 在最初开通阶段, 提供足够的栅极驱动电流来减少开通损耗和保证 IGBT 的开通速度。(3) 在关断期间, 提供一个反向偏置电压(-5-15v)来提高IGBT 抗暂态dv/d t 的能力和抗 EM I噪声的能力并减少关断损耗。(4) 在 IGBT 功率电路和控制电路之间提供电气隔离。 对IGBT 逆变器, 一

35、般要求的电气隔离为2 500 V以上。(5) 在短路故障发生时, 驱动电路会通过合理的栅极电压动作进行 IGBT 保护, 并发出故障信号到控制系统。7. EXB841内部结构及典型应用电路EXB841存在的不足：（1） 过流保护阀值太高， Uce 过流识别值为 77.5V时,IGBT 将严重过流而使性能严重下降或损坏.（2） 存在保护盲区, 从脉冲输出到开始保护, 大约有 2.5us 的延迟时间, 如果在特定的工作条件下, 脉宽小于这一时间, 同时存在过流的情况, 电路将连续工作而不能保护, 从而很快导致 IGBT损坏（3） 软关在断保护不可靠, 过流保护后, 在 10us内驱动信号缓降至零,

36、因为存盲区时间, 同时还有较长的软关断时间, 这就导致不可靠, 使保护效果变差.（4） 负偏压不足, EXB841 使用单一的 +20V 电源产生+15V 和-5V偏压, 在高电压大电流条件下, 开关管通断会产生干扰, 使截止的 IGBT 误导通.（5） 过电流保护无自锁功能， 在过流保护时, EXB841 对 IGBT 进行软关断, 但此时如果撤除外部输入信号, IGBT 会直接进行硬关断.第六章1. 调功器基本原理（方框部分为调功器）（1） 零脉冲电路（2）导通比电路（3）过流截止电路（4）“与”门电路（5）脉冲变压器2. 交流调功器主电路设计要点（1） 承受的反向重复峰值电压URRM和断

37、态重复峰值电压UDRM是额定输入电压的峰值，当额定输入电压U1N位220V，峰值311V，取两倍安全余量，可选700V晶闸管。（2） 双向晶闸管额定电流按调功器额定输出电流IR的1.52倍余量选取。（3） 每个反并联晶闸管的电流有效值是IR/2，通态电流平均值IT（AV）的选取应大于等于（1.52)IR/1.572（4） 门极触发电流IGT通常取小于等于250mA，若采用强触发则由晶闸管元件标称值限定。3. 交流调功器概述功能：调节输出功率（对电压电流波形没有严格要求）应用：主要用于以镍铬或铁铬铝材料为发热元件的电热装置的温度自动控制控制模式：过零触发半周波控制（定周期/变周期）、移相触发控制4. 过零触发半周波控制型调功器将交流电源每N个电压半周定为一个调节周期T，在该调节周期内调节导通电压半周的个数M来调节输出功率U0=Uin（M/N）过零触发调功器特点：负载得到的电压(电流)波形总是完整的正弦波，避