第7章 辅助元器件和系统

1、1第第7章章 辅助元器件和系统辅助元器件和系统电力电子学电力电子学电力电子变换和控制技术（第三版）电力电子变换和控制技术（第三版）2第第7章章 辅助元器件和系统辅助元器件和系统7.1 触发、驱动器触发、驱动器7.2 过电流保护和过电压保护过电流保护和过电压保护7.3 开关器件的开通、关断过程与安全工作区开关器件的开通、关断过程与安全工作区7.4 缓冲器缓冲器7.5 电感（电抗器）、方波变压器和脉冲变压器电感（电抗器）、方波变压器和脉冲变压器7.6 滤波器滤波器7.7 散热系统散热系统 7.8 控制系统和辅助电源控制系统和辅助电源7.9 本章小结本章小结3 电力电子变换器中，周期性地改变开关的通

2、、断状态，可实现DC/DC、DC/AC、AC/DC、AC/AC电力变换和控制。 电力电子变换器中除开关电路外，还必须有一些辅助元器件和系统，如触发驱动器、过流过压保护系统、缓冲器、电感、电容、变压器、滤波器、散热系统、辅助电源、控制系统等。 本章介绍这些辅助元器件和系统 第7章 辅助元器件和系统4第第7章章 辅助元器件和系统辅助元器件和系统7.1 触发、驱动器触发、驱动器7.2 过电流保护和过电压保护7.3 开关器件的开通、关断过程与安全工作区7.4 缓冲器7.5 电感（电抗器）、方波变压器和脉冲变压器7.6 滤波器7.7 散热系统 7.8 控制系统和辅助电源7.9 本章小结本章小结57.1

3、触发、驱动器 触发控制器从控制系统接收控制信号，经过处理后输出触发驱动电压(电流)，开通或关断元器件，不同的开关器件，不同的应用情况，要求不同的触发驱动器，已有各类开关元器件的触发驱动器可供选用。7.1.1 晶闸管SCR的触发驱动器7.1.2 GTO的触发驱动器7.1.3 BJT的驱动器7.1.4 P-MOSFET、IGBT的驱动器67.1.1 晶闸管SCR的触发驱动器n SCR只要求有脉冲电流触发其开通，脉冲电流iG上升沿要陡，强触发数值要足够大(脉冲足以使SCR立即开通)。 有隔离变压器的SCR触发驱动器7 由发光二极管LED和光控晶闸管LAT组成。 光电耦合隔离较变压器隔离电磁干扰小，但

4、光控晶闸管LAT必须能承受电路的高压。 快速光耦响应时间可小于1.5s。 高压电力系统、直流输电等用的SCR触发器大都采用光纤电缆传送驱动信号。7.1.1 晶闸管SCR的触发驱动器有光耦隔离的SCR驱动器87.1.2 GTO的触发驱动器 GTO要求有正值门极脉冲电流+iG触发其开通，负值脉冲电流-iG使其关断。 MOS管M1、M2接收从控制系统输入的高频互补式方波电压后，向GTO输出+iG触发其开通，并使C充电。 要关断已处于通态的GTO（M1、M2已无输入信号）时，需触发开通SCR，C放电形成-iG，关断GTO。9BJT理想驱动条件及理想波形理想驱动条件及理想波形7.1.3 BJT的驱动器

5、基极驱动电流的波形：晶体管开通的瞬间，驱动电流应有足够陡的前沿和比稳态驱动电流大得多的前沿峰值电流，以保证晶体管迅速进入饱和状态。 基极电流的稳态值：应使晶体管处于饱和或临界饱和状态，以降低通态损耗。 驱动电流后沿加一个较大的负电流：以保证迅速地将晶体管b-e之间的结间存储电荷抽出，加快关断过程，降低开关损耗，并有利于提高开关频率。 基极驱动电路必须隔离，响应快，波形不失真。有过流或晶体管进入放大区工作的保护功能。10 BJT要求有正值基极电流+iB强触发开通，并要求有持续的较小的驱动电流，保持其通态。最好有-iB使其关断时间缩短，有较小的负基极电流维持其可靠的断态 与R并联的C提供了强触发+

6、iB 输入端P为低电平时，T1通，T2通，有+iB驱动BJT； 输入端为高电平时，T1断，T3通，C经T3放电，形成BJT关断所需的-iB 。7.1.3 BJT的驱动器11 当P点有输入信号时，反相器输出VB=0，光耦驱动器LT1导通使A点为高电位，经R1使T1导通，为BJT提供+iB。 当P点无输入信号时，VP=0，光耦驱动LT2导通，使A点为低电位，T2导通，C经T2、R2放电，为BJT提供关断电流-iB。有光耦隔离的BJT的驱动器7.1.3 BJT的驱动器12 P-MOSFET、IGBT等都是电压型驱动器件，要求有持续的电平+VG使其开通并保持其通态。 关断时最好加持续的负电平-VG，并

7、维持其可靠的断态。 P有正信号输入时，AM截止，开通P-MOSFET；P = 0时， AM开通，C放电，P-MOSFET截止。7.1.4 P-MOSFET、IGBT的驱动器有脉冲变压器的驱动器13 P有正信号输入时，放大器输出A点正电位使T1导通，P-MOSFET开通，并保持通态。 P无信号输入时，A点为负电位，T2导通，稳压管DZ两端电压抽出C电荷，并在P-MOSFET管上栅源极加负压，使其关断并保持断态。7.1.4 P-MOSFET、IGBT的驱动器有光耦隔离的驱动器14第第7章章 辅助元器件和系统辅助元器件和系统7.1 触发、驱动器7.2 过电流保护和过电压保护过电流保护和过电压保护7.

8、3 开关器件的开通、关断过程与安全工作区7.4 缓冲器7.5 电感（电抗器）、方波变压器和脉冲变压器7.6 滤波器7.7 散热系统 7.8 控制系统和辅助电源7.9 本章小结157.2.1 过电流保护7.2.2 过电压保护7.2.3 开关器件串联、并联应用时的均压、均流保护7.2 过电流保护和过电压保护167.2.1 过电流保护 可同时采用多种过流(过载、短路)保护，各尽所能协调配合，实现可靠地选择性保护。 电子保护：动作阈值高，延时小，封锁脉冲，停机 快速熔断器：既可作短路保护又可作过载保护 SCR被触发导通，烧断熔断器，切断电路 开关管设死区延时开通，防止直通177.2.2 过电压保护 避

9、雷器击穿对地放电，防止雷电过电压 设置Co，抑制操作开关S通、断时过电压 线路上并接RC过电压缓冲器 线路上并接压敏电阻RV 用缓冲器抑制开关管通、断时的过电压187.2.3 开关器件串联、并联应用时的均压、均流保护l 开关管并联使用时要均流串联L。l P-MOS管通态电阻rT温度系数为正(温度高，rT大)开关管并联自动均流。BJT的rT温度系数为负，不宜并联使用。IGBT大电流时，rT温度系数为正。 开关管串联使用时要均压开关管串联使用时要均压 并并RC 取取R11=R12远小于远小于rT1、rT2 稳压均压稳压均压 取取R13=R14，C13=C14 动态均压动态均压19第第7章章 辅助元

10、器件和系统辅助元器件和系统7.1 触发、驱动器7.2 过电流保护和过电压保护7.3 开关器件的开通、关断过程与安全工作区开关器件的开通、关断过程与安全工作区7.4 缓冲器7.5 电感（电抗器）、方波变压器和脉冲变压器7.6 滤波器7.7 散热系统 7.8 控制系统和辅助电源7.9 本章小结207.3.1 线路电感L=0时开关器件开通、关断过程7.3.2 线路电感L0时开关器件开通、关断过程7.3.3 安全工作区7.3 开关器件的开通、关断过程与安全工作区217.3.1 线路电感L=0时开关器件开通、关断过程 可近似认为在一个开关周期Ts=Ton+Toff期间io=Io不变，开通关断过程中iT线

11、性变化 断态：断态： +VG=0，rT= ，iT=0，D续流Io，VT=VD，A点 通态：通态： 有+VG，rT=0，iT=Io，D截止，VT=0，C点22开通：断态通态，rT从 0，iT从0线性上升至Io，VT从VD I0关断：通态断态，rT从0 ，iT从Io线性下降至0，VT从0 VDq 开通过程中工作点如何从开通过程中工作点如何从A过渡到过渡到C？ VT按什么规律降至按什么规律降至0？q 关断过程中工作点从关断过程中工作点从C如何过渡到如何过渡到A？q VT按什么规律上升至按什么规律上升至VD？取决于电？取决于电 路中的电感路中的电感L及开关管的并联电容及开关管的并联电容C7.3.1 线

12、路电感L=0时开关器件开通、关断过程237.3.1 线路电感L=0时开关器件开通、关断过程24 有+VG后延时td，rT从0，有-VG，经存储时间trv，rT从0 开通开通：rT，iT Io之前，D仍导电，VT=VD 在tri期间it Io，D仍导电，VTVD，AB。此后，在tfv期间，iT=Io，D截止，rT，VT 0，BC 关断关断：rT，在trv期间VT VD，D仍截止，iTIo，CB 此后，在tfi期间VT=VD，D导电，rT，iT 0，BA 开通电流iT上升期：iT=Iot / tri 关断电流iT下降期：iT=Io(1-t/tfi) 若认为VT在开通关断过程中也呈线性变化在则：7.

13、3.1 线路电感L=0时开关器件开通、关断过程onrifvoffrvfittttttonoffonTTDOrifvsDO ons0offsTTDOrvfsD Ooffs011()2211()22tstiPfv i dtV IttfV I tfPfv i dtV IttfV Itf257.3.2 线路电感L0时开关器件开通、关断过程 开通过程：开通过程： 断态时，VT=VD，iT=0。工作点为A，有VG后，rT，iT=Io.t/tri, tri期间上升时，D仍在导电，VT=VD-LdiT/dt=VD-LIo/tri =VQVD时，D导电iT线性减小。vT=VD-LdiT/dt=VD+LIo/tf

14、i=VCEP，工作点立即从BH，在iT从Io 0期间工作点从HP，一旦iT=0，工作点从PA(iT=0，VT=VD)。7.3.2 线路电感L0时开关器件开通、关断过程277.3.3 安全工作区L=0时，开通轨迹ABC，关断轨迹CBAL 0时，开通轨迹AQEC，关断轨迹CBHPAL改善了开通轨迹，恶化了关断轨迹安全工作区： VTVCEP，KJ线左侧 iTICM，NM线下方 Pt=VTiT，功率限制线左下侧28第第7章章 辅助元器件和系统辅助元器件和系统7.1 触发、驱动器7.2 过电流保护和过电压保护7.3 开关器件的开通、关断过程与安全工作区7.4 缓冲器缓冲器7.5 电感（电抗器）、方波变压

15、器和脉冲变压器7.6 滤波器7.7 散热系统 7.8 控制系统和辅助电源7.9 本章小结本章小结297.4.1 全控型开关管LCRD型复合缓冲器7.4.2 电力二极管、晶闸管的RC缓冲电路7.4.3 P-MOSFET、IGBT的限幅箝位缓冲器7.4 缓冲器30 缓冲电路由Ls、Cs、Ds、Rs组成，T用于全控型开关管GTO、BJT、IGBT、P-MOS。 串联电感Ls用于开通缓冲vT，类似于线路电感L 0时的开通过程，开通轨迹为图7.12(c)中的AQEC，开通时iT，使VT=VD-LdiT/dt=VD-LIo /tri=VQVD7.4.1 全控型开关管LCRD型复合缓冲器31并联电容Cs用于

16、关断缓冲vT关断T时，rT，VT=rTiT，在VTVD时，D0仍反偏截止。iL=iT+iCIo不变，iT=Io(1-t/tfi)下降，iC=Iot/tfi上升，VC=VT充电上升。若在tfi期间，iT0，iCIo，使CTCTdfictIVVitVCtvvVCVttf fi iDDS SD DS SD D f fi i0 0o o2 21 1( () )临临 界界 关关 断断 缓缓 冲冲 , , 则则，2 2工工 作作 点点 从从 C CA A7.4.1 全控型开关管LCRD型复合缓冲器32CToSfiDD()fi2 2I It tC C t t ，v v vV,vV,工工作作点点从从CACAt

17、 t2V2V此后，此后，T已关断，已关断，iL继续对继续对Cs充电到充电到iL=0，VC=VT=VCEP，解，解VD、LS、CS电路微分方程，得到：电路微分方程，得到：最后，最后，Vo=VCEP经经RS对电源放电，使对电源放电，使iC=iR0。VC=VT=VD，关断轨，关断轨迹为迹为CAPA。220ssss01/1/ 2LCR C20SCEPDmmoDmSaLVVVVeIVVC，7.4.1 全控型开关管LCRD型复合缓冲器33offfioffoffsTTsTTD o fi soffsTTDOoffsoffoffdddttr rv vf fi i关关断断损损耗耗：无无关关断断缓缓冲冲时时：若若

18、，则则t tt t0 00 01 1P Pf fi i v vt t f fi i v vt tV V I I t t f f1 12 2P P P P/ /1 12 2t t0 01 1P Pf fv vi i t tV V I I t tf f2 27.4.1 全控型开关管LCRD型复合缓冲器34例题7.1 Buck DC/DC变换器VD=200V，Io=10 A， Vo=100 V，fs=20 KHz，Po=1 kW。tri=tfr=tfi=trv=0.75 s， Ls=3 H，Cs取为临界关断电容，Rs=40 ，求开关损耗并画出 开关轨迹。35 由上例，串联电感Ls(开通缓冲)对减少开

19、通损耗作用不大，同时Ls使关断时VT增大到VCEP(超过VD 50)，为了简化缓冲电路，常不引入串联电感Ls，这时图7.12(a)变为7.13(a) 图7.13(a)所示R、C、D缓冲电路常用于保护晶闸管 图7.13(a)再取消DS，仅有RS、CS的缓冲电路常用于保护电力二极管7.4.2 电力二极管、晶闸管的RC缓冲电路36 关断过程： rt，在vT从0 VD期间D0、D仍反偏截止， iL=iT=Io，工作点从CB vT略大于VD后，D0导电，iT 0的tfi期间，iC使C充电，VC=VT，D导电l 通态时，iL=iT=Io，D0、D截止，C充电到VC=VDTLTMCMDoDo fifi0dd

20、(1 cos)BMiiVVVLtLIVtt可求得： 时工作点从7.4.3 P-MOSFET、IGBT的限幅箝位缓冲器37 CB BM MP，iT=0，VC=VT=VCM=VTM后，T关断，iL继续对C充电, iL=0时vC=vT=VTP=VCP PA，VC=VT经L、电源、R放电至VD ，关断轨迹为：CBMPALOTPCPDo fif7.14(d):0,2(1 cos)iLIiVVVtt由图时7.4.3 P-MOSFET、IGBT的限幅箝位缓冲器38 断态时，iT=0，VT=VC=VD，D0续流 开通过程：AF，rT，iT=iL Io的tri期间，D0仍导电，VT，C经T、R放电，D截止，iT

21、=Io时，工作点从AF7.4.3 P-MOSFET、IGBT的限幅箝位缓冲器39riOLTTFDDriODriooCCFDcD0riooDririririririri7.14 ed(1)d(1)11d(1)1(1)R2,RtLRtLRLRLt ttttttiIVLIiVVVLVettLIVetLILILVVVi tVeCRCRCRtLILILVeRCRCRtLtCT0T由图（ ）得到 从0时的:由于阻尼放电电阻在期间，DCFDCVVV从放电很少，仅略小于7.4.3 P-MOSFET、IGBT的限幅箝位缓冲器40 开通过程中：FC， iT=Io时，VT=VTF，D0、D截 止 ， rT ， VT

22、 0 ，VCVD，工作点从FC7.4.3 P-MOSFET、IGBT的限幅箝位缓冲器41 无论通态、断态无论通态、断态vC都为都为VD，开关过程中，开关过程中vC变化也不大，仅变化也不大，仅在关断过程中在关断过程中VT超过超过VD后，后，C才起作用才起作用限幅缓冲，广限幅缓冲，广泛应用于泛应用于IGBT的的 DC/DC、DC/AC变换器变换器7.4.3 P-MOSFET、IGBT的限幅箝位缓冲器42例题7.2例题例题7.2：VD=220 V，Io=50 A，L=2 H，C=5 F，R=5 ，tfi=1.5 s，tri=1 s，确定开通关断轨迹。，确定开通关断轨迹。解：关断时：解：关断时：M点，

23、点，VTM=VCM=227.4 V(不大，不大，Poff小小) P点，点，VTP=VCP=251.3 V 开通时：开通时：F点，点， VTF=128 V(很低，很低，Pon小小)，VCF=217.5 V 电容电压变化范围小：电容电压变化范围小：217.5-220-227.4 V 开关管最高电压仅开关管最高电压仅251.3 V(VD=220 V)43第第7章章 辅助元器件和系统辅助元器件和系统7.1 触发、驱动器7.2 过电流保护和过电压保护7.3 开关器件的开通、关断过程与安全工作区7.4 缓冲器7.5 电感（电抗器）、方波变压器和脉冲变压器电感（电抗器）、方波变压器和脉冲变压器7.6 滤波器

24、7.7 散热系统 7.8 控制系统和辅助电源电源7.9 本章小结本章小结447.5.1 电感（电抗器）7.5.2 方波变压器和脉冲变压器7.5 电感（电抗器）、方波变压器和脉冲变压器45 电路：电路：电压V克服电阻R产生电流I，V=R1I+R2I，R=l/Sc=l/Sc 磁路：磁路：磁压F(NI)克服磁阻产生磁通，F(NI)=Rmo+Rmc，Rm=l/Sc0cc0cccc00cc00000ccc000c0c0c0cc00/0.4 1.2610.41.26/llBBFNIllNIssHlHlNININIBllllllNINIBllll 导铁对导空空气气中中的的磁磁率率：心心相相磁磁率率：7.5.

25、1 电感（电抗器）46 单位：单位：I(A)，l0、lc(cm)，L(H)，(MX)，B(MX/cm2, GS) 按以上各式设计铁芯电感按以上各式设计铁芯电感0c0c02-8-8-8cc0-8c0.41.261.26/1.2610101010NININIBlllllNSN SNLBIIlLIBNS7.5.1 电感（电抗器）47Bm相同时，正弦电压有效值相同时，正弦电压有效值高高10电压相同时，正弦电压的电压相同时，正弦电压的m，Bm可小可小10m1m1mcmmc11mmmmcm111mcdd磁磁链链：方方波波电电压压：正正弦弦电电压压：8 88 88 88 88 88 8 N N N NB B

26、S S2 2 1 10 0 ( (t t) )V VE E1 10 04 4f fN NB B S S1 10 0t tT T / / 2 2 s si in n t t，V V 1 10 02 2 f fN NB B S S1 10 0V VV VE E4 4. .4 44 4f fN N B B S S1 10 02 27.5.2 方波变压器和脉冲变压器48例7.3 脉冲变压器设计VD=15V，R=50，铁芯，铁芯Bm=10000GS时，时，m=1A/cm2，Br=5000，要求输出脉冲电压，要求输出脉冲电压V=10V，脉宽，脉宽T=200sD11c1mrc2ccD1c22111 mmCm

27、Cm1ddcm选选用用, ,铁铁芯芯、磁磁路路长长, ,则则匝匝匝匝由由有有：磁磁化化电电流流：88888 86868 V1010V1010t t t t N N N N SNBBSSNBBSS0.5l6cmS0.5l6cmV T10V T10152001010152001010N120N120 BS(100005000)0.5BS(100005000)0.5V VN1.2N96N1.2N96V VN iHlN iHlHlHl1 61 6i0.05i0.05N120N120脉冲变压器及单边磁化曲线脉冲变压器及单边磁化曲线49负载电流： I2m=V2 / R=10/50=0.2A磁化电流： im

28、=Hmlc/N1=0.05A负载电流折算至N1： I2m=i2mN2/N1=0.16Am2m1A2 22 22 22 2i ii ii i 0 0. .1 16 60 0. .0 05 50 0. .1 17 7脉冲变压器及单边磁化曲线脉冲变压器及单边磁化曲线例7.3 脉冲变压器设计50选用直径选用直径0.2mm导线：导线：q=/40.22=0.0314电流密度：电流密度：j=i/q=5.5 A/mm2磁通单方向变化磁通单方向变化B=Bm-Br，利用率不高，利用率不高若磁通双向变化，则若磁通双向变化，则B=Bm-(-Bm)=2Bm，铁芯利用率高铁芯利用率高23倍或倍或SC，N可小可小23倍倍脉

29、冲变压器及单边磁化曲线脉冲变压器及单边磁化曲线例7.3 脉冲变压器设计51第第7章章 辅助元器件和系统辅助元器件和系统7.1 触发、驱动器7.2 过电流保护和过电压保护7.3 开关器件的开通、关断过程与安全工作区7.4 缓冲器7.5 电感（电抗器）、方波变压器和脉冲变压器7.6 滤波器滤波器7.7 散热系统 7.8 控制系统和辅助电源7.9 本章小结527.6.1 滤波器基本功能和类型7.6.2 LC滤波器特性分析7.6.3 谐振型滤波器7.6 滤波器53 电力电子变换中，开关管周期性通断变换，输出电压是周期性，幅值为VD的脉波 DC/AC逆变电路的输出电压V2除基波V21外，还有高次谐波电压

30、V2h 输出电流除了基波电流i21外，还有高次谐波电流i2h Lo感抗XL=2fhLo，fh高，XLh大 Co容抗Xc=1/2fhCo，fh高，XLc小7.6.1 滤波器基本功能和类型54 谐波电压V2h几乎全部压降在Lo上 谐波电流I2h几乎全部流入Co 使输出电压中VLh很小，负载中iLh很小 Lo、Co对基波电压电流的影响分析： 负载基波电流iL1在Lo上产生基波压降 ，VL1在Co中产生基波电容电流流过Lo和开关管7.6.1 滤波器基本功能和类型55 AC/DC整流电路输入电流i1除基波电流i11外，还有谐波i1h L1对谐波电流阻抗大，C1对谐波电流阻抗小 I11中的谐波电流几乎全部

31、流入C1，使电源电流isis1 L1、C1对基波电压电流的影响分析： 基波电流is1在L1上产生基波压降 V1在C1中产生基波电容电流，流过L1及交流电源7.6.1 滤波器基本功能和类型56 滤波器类型： 按放置位置分：输入滤波器、输出滤波器、中间滤波器 按电路架构分：LC串、并联滤波器和LC谐振滤波器(7.6.3节) 中间滤波器：L2、C2的输入输出都是直流 它把整流电路输出的直流电压中的谐波降落在L2上，减小C2端的谐波电压 它把逆变器输入断的谐波电流流入C2，减小L2中的谐波电流7.6.1 滤波器基本功能和类型57 用j代替s得到LoCo滤波器对不同频率的电压衰减系数为：00Loo020

32、000oo0000000ooLCLCLC、滤滤波波器器的的传传递递函函数数、滤滤波波器器的的谐谐振振角角频频率率：、滤滤波波器器的的阻阻尼尼系系数数：2 22 2R R s sC CR R1 1 / / s sC Cv v1 1( (s s) )R R s sC Cs ss sv vs sL L2 2 1 1R R1 1 / / s sC C 1 1 L L C CL L / / C C L L1 1 2 2R R2 2R R幅频特性幅频特性逆变器输出滤波电路逆变器输出滤波电路L2000相相对对频频率率：2 2v v/ / v v1 1 / / ( (u uj j 2 2 u u1 1) )

33、u u L L1 1 C C 7.6.1 滤波器基本功能和类型587.6.2 LC滤波器特性分析 0越小(L0C0大)，谐波衰减量越大 谐振频率越高，谐波衰减量越大 LL2200000000000L20vvL L2 2相相对对频频率率：阻阻尼尼系系数数：u u大大或或 大大，则则/ /小小如如果果选选择择而而则则2 20 02 22 22 22 22 2v v1 1v v ( ( ) ) / / v v ( ( ) )1 1 / / ( ( u uj j 2 2 u u1 1) )u u v v（1 1u u ） （2 2 u u） u u L L C C 1 1 L LR RL L / /

34、C C2 2R R2 2u u 1 1, , 1 1L L C C v v/ / v v( ( ) )逆变器输出滤波电路逆变器输出滤波电路幅频特性幅频特性59 幅频特性物理说明： u=/0=10，=0时，VL/V2=0.01，衰减40 dB u=/0=5，=0时，VL/V2=0.0416，衰减27.6 dB u=/0=5，=0.5时，VL/V2=0.0408，衰减27.8 dB 相频特性： u=/0=1，VL滞后V2 90(公式7-69)7.6.2 LC滤波器特性分析60 L2200000000010u空载时222222v v1 1u u v v（1 u1 u ） （2 2 u u）u u L

35、 CL C ，L Cu /L Cu / 1 1 LRL / C2RLRL / C2R2 2相相对对频频率率：阻阻尼尼系系数数：q 根据要求的根据要求的LC滤波器对谐波滤波器对谐波的衰减的衰减系数，如系数，如(uL/u2()=0.01，40 dB)，可，可以得知相对频率以得知相对频率u及及LoCo的谐振频率的谐振频率 由此可设计由此可设计LoCo 。000(1 /)L C幅频特性幅频特性逆变器输出滤波电路逆变器输出滤波电路7.6.2 LC滤波器特性分析61 1小(L1，C1大），谐波电流频率越高，则Kih越小，Ish越小11lhihshc1ihlhc1L111111111111sh1ihlh:L

36、 CiK对谐波电流的衰减率2 22 22 2I IZ Z1 11 11 1K KI IZ ZZ ZC CL L1 1C CL L C C1 1L L C C 的的谐谐振振频频率率1 1L L C C时时，L L C C1 1I IK KI I7.6.2 LC滤波器特性分析62设计设计LC滤波器的一般要求：滤波器的一般要求：(1) 负载上的单次谐波电压和总谐波电压降低到允许范围内；电负载上的单次谐波电压和总谐波电压降低到允许范围内；电源中单次谐波电流和总谐波电流降低到允许范围内。源中单次谐波电流和总谐波电流降低到允许范围内。(2) C0中的电流不过分增加开关器件的电流；中的电流不过分增加开关器件

37、的电流；C1的基波电流不致的基波电流不致过分增加电源的电流。过分增加电源的电流。(3) 滤波电感基波阻抗不大，负载变化时开关电路输入电压波动滤波电感基波阻抗不大，负载变化时开关电路输入电压波动不大，负载电压波动不大。不大，负载电压波动不大。(4) 滤波器滤波器LC电压、电流的电压、电流的kVA值小，成本低、体积小、重量轻。值小，成本低、体积小、重量轻。 7.6.2 LC滤波器特性分析637.6.3 谐振型滤波器64第第7章章 辅助元器件和系统辅助元器件和系统7.1 触发、驱动器7.2 过电流保护和过电压保护7.3 开关器件的开通、关断过程与安全工作区7.4 缓冲器7.5 电感（电抗器）、方波变

38、压器和脉冲变压器7.6 滤波器7.7 散热系统散热系统 7.8 控制系统和辅助电源和辅助电源7.9 本章小结657.7 散热系统 热等效电路热等效电路/VIRRVIPRRP 对 应电 流电 阻，单 位 电 流 的 电 压 差有 热 欧 姆 定 律 ： 温 度 差 热 流 功 率热 阻发 散 单 位 热 功 率 的 温 度 差功耗发热功耗发热空气介质空气介质散热器散热器管壳管壳半导体半导体ASCJooo201530120 0.060.030.04P=500W90 75 55 热容量热容量C： 温 度 每 升高1度所需的热量焦耳值。 焦耳=瓦秒jCRCSRSAR66例题7.4 散热器尺寸选择例题7.4 ：开关管发热功耗为500W，环境温度55，要求结温不超过120，结-壳之间的热阻Rj c=0.06