全桥直流斩波器

1、全桥直流斩波器电力电子技术的基本概况开关模式的直流斩波器 6.7 全桥直流斩波器全桥斩波器开关模式 直流电机驱动 在单相不间断电源UPS中的直流到正弦交流的转换 在变压器隔离的开关模式直流电源中，由直流到中高频交流电的转换 开关模式的直流斩波器 全桥直流斩波器 +-idNBTB+UdTA+DB+DA+TB-TA-DB-DA-i0La0uBNu0=uAN-uBNRaeai0u0uAN开关模式的直流斩波器 通态当给全桥斩波电路中开关一个触发信号时， 这个开关的导通或不导通，取决于输出电流i0的方向。导通状态当给全桥斩波电路中开关一个触发信号时， 这个开关经触发后有电流流过。开关模式的直流斩波器 封

2、锁时间 全桥斩波器同一桥臂的两个开关短时地同时处于断态的时间段。 封锁时间就可避免出现桥臂直通的短路现象。 如果斩波器中任一桥臂的两个开关不是同时处于断态，则全桥直流斩波器的输出电流i0就应连续，因此，输出电压完全由开关状态所决定的。 开关模式的直流斩波器 当TA+为通态、TA-为断态时： uAN=Ud +-idNBTB+UdTA+DB+DA+TB-TA-DB-DA-i0La0uBNu0=uAN-uBNRaeai0u0uAN开关模式的直流斩波器 当TA-为通态、TA+为断态时： uAN=0 +-idNBTB+UdTA+DB+DA+TB-TA-DB-DA-i0La0uBNu0=uAN-uBNRa

3、eai0u0uAN开关模式的直流斩波器 桥臂A的输出电压与输入电压Ud和TA+的占空比有关，平均值表达式可写为： DTA+ ：TA+的占空比ton ： TA+的导通时间toff ： TA+的断开时间 开关模式的直流斩波器 桥臂B的输出电压与Ud和TB+的占空比有关，与该桥臂的输出电流无关：DTB+ ：TB+的占空比 斩波器的输出电压幅值U0(=UANUBN)可通过控制开关占空比来实现，且它与输出电流i0的幅值和方向无关。 开关模式的直流斩波器 双极性PWM开关模式将（TA+、TB-）和（TA-、TB+）看成是两个开关对，而每对开关的导通和关断是同时发生的。单极性PWM开关模式将单极性的PWM看

4、成是双PWM开关信号，此时，逆变器每个桥臂上两个开关的控制与其它桥臂的控制无关。桥式斩波器PWM调制方式(TA- ,TB+)000000t=0Utri.muctrtt1t1Ts /2uANUdtuBNUdtu0=uAN-uBNU0Ud-U=dt工作器件：导通器件：(TA- ,TB+)i0I0(DA- ,DB+)(DA+ ,DB-)tI00导通器件：i0I0tutri(TA+ ,TB-)(TA+ ,TB-)(TA- ,TB+)(DA- ,DB+)(TA- ,TB+)I0 utri时，TA+和TB-触发导通，否则TA-和TB+触发导通。 开关模式的直流斩波器 开关模式的直流斩波器 0t=0Utri

5、.muctrtt1t1Ts /2utri若任意选定一个图示的时间起点，则对应的占空比可表示为：式中，Utri.m表示三角波的极值。在上图中，当t=t1时，utri =uctr，根据上式可知： 开关模式的直流斩波器 开关对1（TA+、TB-）的导通持续时间ton为： 根据上式可导出开关对1的占空比为：开关对2（TB+、TA-）的占空比为： D2=1D1 (TA- ,TB+)000000t=0Utri.muctrtt1t1Ts /2uANUdtuBNUdtu0=uAN-uBNU0Ud-U=dt工作器件：导通器件：(TA- ,TB+)i0I0(DA- ,DB+)(DA+ ,DB-)tI00导通器件：

6、i0I0tutri(TA+ ,TB-)(TA+ ,TB-)(TA- ,TB+)(DA- ,DB+)(TA- ,TB+)I00导通器件：i0I0tutri(TA+ ,TB-)(TA+ ,TB-)(TA- ,TB+)(DA- ,DB+)(TA- ,TB+)I00导通器件：i0I0tutri(TA+ ,TB-)(TA+ ,TB-)(TA- ,TB+)(DA- ,DB+)(TA- ,TB+)I00i0I0t(TA+ ,TB-)(TA+ ,TB-)(TA- ,DB-)I0utri，触发TA+ 若-uctrutri，触发TB+ 开关模式的直流斩波器 开关TA+的占空比D1由式 确定。 开关TB+的占空比D

7、2由式D2=1D1确定。输出电压为： 在单极性PWM开关模式下，平均输出电压U0与双极性PWM开关模式的输出电压表达式是一样的，且都是与uctr呈线性关系。 开关模式的直流斩波器 例 在全桥直流斩波器中，已知输出电压Ud为常数，现欲通过改变占空比来调节输出电压。若以平均输出电压U0为变量，在单极性和双极性PWM两种开关模式下，试计算输出电压中的纹波电压有效值Ur =?解 双极性PWM开关模式：0u0=uAN-uBNU0Ud-U=dt工作器件：(TA- ,TB+)(TA+ ,TB-)(TA- ,TB+)开关模式的直流斩波器 输出电压u0的波形不受uctr /Utri.m比值的影响，输出电压的有效

8、值为： U0.rms = Ud 0u0=uAN-uBNU0Ud-U=dt工作器件：(TA- ,TB+)(TA+ ,TB-)(TA- ,TB+)输出电压的平均值U0可直接由下式求得。开关模式的直流斩波器 根据有效值的定义和式U0.rms = Ud 、U0=(2D1-1)Ud的关系，输出电压的纹波为： 随着D1从0逐渐增加到1，U0也会由-Ud逐渐过渡到Ud。00-0.5-1.01.0(b)0.51.00.750.500.25(a)开关模式的直流斩波器 单极性PWM开关模式：000000t=0Utri.muctrtt1t1Ts /2uANUdtuBNtu0=uAN-uBNU0Udt工作器件：(TA- ,TB-)i0I0(DA+ ,DB-)tI00i0I0t(TA+ ,TB-)(TA+ ,TB-)(TA- ,DB-)I00时输出电压u0的波形和式输出电压的有效值为：开关模式的直流斩波器 可得单极性PWM开关模式下输出电压中纹波电压的有效值为： 根据式中，uctr 0，0.5D11开关模式的直流斩波器 当uctr /Utri.m比值由0过渡到1时，D1由0.5过渡