学习-ghr电力电子技术课件

将供电DC变换为另一符合幅值（固定或可调）和纹波参数与性能指标要求的DC直接直流变流电路DC—DC/DC间接直流变流电路DC—AC—直接直流变流电路也称斩波电路（DC通常情况下，直接直流变换电路的输入与输出之间 故又称为 型DC-DC变换间接直流变流电路中间增加了交流环 本章内容基本斩波电路（ 复合斩波电路和多相多重斩波电 的DC-AC-DC变流电 基本斩波电 Buck、Boost、Buck-Boost、降压斩波电路（Buck变换器1、电路拓 2、（稳态）工作原理与波 基本斩波电 降压斩波电路（Buck变换器1、电路拓 2、（稳态）工作原理与波UT UT dt000TEIoUoRα称为占空比或导通比。也可用D 基本斩波电 降压斩波电路（Buck变换器4、三种输出电压控制方脉冲宽度调制：T不变tonUoUotonTEIoUoR

——PulseWidthModulation混合型：ton和T都可基本斩波电降压斩波电路（Buck变换器PulseWidthModulation脉冲宽度调简易调制电路及原 L/L/TmEM/ 降压斩波电路（Buck变换器5、Buck电路解

et1/1eT/1 MReem 1et1/EM1TRR11Ld R Ld Rdt Mdt2M 基本斩波电 降压斩波电路（Buck变换器5、Buck电路解L/TmEM/et1/L/TmEM/ m eT/1 e

1et1/

1e I201eT/

1e

当很大时，和都很小，e1、e1，可得

mEEmEUoEMI ee1e上述数量关系也可从能量平衡角度推得——参 上p.121下半页式(5-另外，简单令I10≥0还可推得电流连续的条件 基本斩波电降压斩波电路（Buck变换器例5-2：图5-1a所示降压斩波电路中，E=100VL=1mH，R=0.5Ω，EM=10V，采用脉解：由题目已知条件可得：mEM10 L0.001当ton=5s时，有

T

e1e

m，故输出电流连 tonE100525(V

Uo-

251030(

输出电流的最大和最小值瞬时值分别为1

1

Imax

e0.0025

1

1

Imin

e0.01

5.1基本斩波电升压斩波电路（Boost变换器LEC1、电路拓 LECR 5.1基本斩波电升压斩波电路（Boost变换器1、电路拓 2、（稳态）工作原理与波3、输入输出关周期T内，L积蓄的能量==L释放的能EI1ton(UoE)I1

1 —升压即：U

ETE

1

E1IoIoR基本斩波电升压斩波电路（Boost变换器4、升压斩波电路的典型应当V导通期间，L从EM吸收并

有源功率因数校正APFC光伏阵列最大功率 0i0

EE t

0i0

E Et 基本斩波电1、Buck-Boost电Buck电 基本斩波电1、Buck-Boost电VT导通时的电流回Uotontd1Uotontd1dILUdtonILUdtonILUo

VT关断时的电流回 基本斩波电2、Cuk电Boost电 基本斩波电2、Cuk电VT导通时的电流回 VT关断时的电流回UUotont d1d 基本斩波电Cuk电 基本斩波电1、Sepic电VT导通时的电流回 VT关断时的电流回UUotont d1d 基本斩波电11、Sepic电2、Zeta电 基本斩波电2、Zeta电VT导通时的电流回 VT关断时的电流回UUotont d1d复合斩波电路和多相多重斩波电5.2.1电流可逆斩波电路（半H桥斩波器如具有再生制动能力的直流电动机或不间断电源(UPS)中储能蓄电池的充放电控 风能 能发电系统中储能蓄电池的充放电控 复合斩波电路和多相多重斩波电 电流可逆斩波电路（半H桥斩波器E为有源负载的等效电压直流电动机负载下，E等于电枢反电动(UPS)蓄电池负载下，E即为其空载电实际上，该电路是Buck电路和Boost电路的组合。属于复合斩波电路 复合斩波电路和多相多重斩波电电流可逆斩波电路（半H桥斩波器当电能从电源输向负载时：如蓄电池充电当负载向电源回馈能量时：如蓄电池放电I0<0，电路工作于第二象限。 复合斩波电路和多相多重斩波电电流可逆斩波电路（半H桥斩波器BuckBuck与Boost两种工况的切换问题等待电感电流降至0！——短暂失控？！0U40U4L复合斩波电路和多相多重斩波电电流可逆斩波电路（半H桥斩波器VTVT1与VT2互补驱动方式下的工作原理及波nnU CC 00ee复合斩波电路和多相多重斩波电电流可逆斩波电路（半H桥斩波器应应用例1：不可逆直流调速系统——蓄电池车开开环机械特—— p.144图2-31应用例2：不间断电源（UPS）储/释能控制—— p.146图2- 复合斩波电路和多相多重斩波电桥式可逆斩波电路（H全桥斩波器 复合斩波电路和多相多重斩波电桥式可逆斩波电路（H全桥斩波器1、单极当i0＞0时：使V4常通、V3常断当i0＜0时：仍使V1当i0＜0时：仍使V1与V2互补导但V3常通、V4常断 复合斩波电路和多相多重斩波电桥式可逆斩波电路（H全桥斩波器器件开关频率不变，但倍频输出效同器件开关频率不变，但倍频输出效同桥臂互补驱动，但两个桥的驱动信号中心线错位90º复合斩波电路和多相多重斩波电桥式可逆斩波电路（H全桥斩波器斜对角两个器件同时驱斜对角两个器件同时驱两对器件互补驱 u0II要比单极性时

t 复合斩波电路和多相多重斩波电多相多重斩波电 定义相数——一个控制周期中电源侧的电流脉波数实际上属于斩波电路多重化技术多重化技术的发展背景功率容量扩充的要求——器件串/并联的难处：均压/均流问而单元电路的串/并联——多重化扩——高压、大电流下开关变换——EMI强度而多重化技术可显著降低开关应提高波形质量的要求——高压、大电流下器件开关频率受——输出波形脉动大；谐波（畸变）导致输入波形——多重化技术可使在较低开关频率下获得高频控制的效——移相（错位）叠加——增大容量并谐波抵消 复合斩波电路和多相多重斩波电多相多重斩波电以三重降压斩波电路为u1(i1)、u2(i2、u3(i3的波形相同，也依次错位1/3周期；总输出电流iO的脉动频率也为各单元输出脉动频率的3倍，且脉动幅值小 的直流-直流变流电——DC-AC-DC间接直流变换电路——组合变——主要应用：高 型开关电开关电源的通用结构形式输入输出 ——变压器——电允许相 的多路输出——控制（驱动）电源中常适用输入输出相差很大时——占空比、效中间环节高频AC——变压器、滤波器均可小型轻量——低噪 （节材、降耗 带的直流-直流变流电——DC-AC-DC间接直流变换电二大

单端电双端电

反激电推挽电

变压器中流过单极性直流脉动电变压器中流过正负对称的交变电 带的直流-直流变流电正激电路1、电路拓 2、工作原理及波 带的直流-直流变流电 正激电路1、电路拓

2、工作原理及波S导S导通W励磁期间11tiS关断磁复位期3ti3、关于磁通复W3称为磁复位绕组或去磁绕为保可靠磁复位，toff不能太短 N3t1 带的直流-直流变流电正激电路1、电路拓 2、工作原理及波3、关于磁通复4、输入输出关UUoNN i1 的直流-直流变流电反激电路1、电路拓

2、工作原理及波3、输入输出关系（负载较轻时

S0UiUi000

t(1+ N2 o N2 oNi11 带的直流-直流变流电5.3.2反激电路4、一个实际应用时的开TTt(1+tUi00 的直流-直流变流电反激电路5、设计示例：基于TOPSwitch+5V/±12V反激 开关电 带的直流-直流变流电半桥电1、电路拓2、工作原理及波UoNNUoNN i1 带的直流-直流变流电全桥电1、电路拓2、工作原理及波 带的直流-直流变流电5.3.4全桥电1、电路拓2、工作原理及波 带的直流-直流变流电5.3.4全桥电1、电路拓2、工作原理及波 带的直流-直流变流电5.3.4全桥电1、电路拓2、工作原理及波 5.3带的直流-直流变流电5.3.4全桥电1、电路拓2、工作原理及波UoNN UoNN i1 5.3带的直流-直流变流电5.3.5推挽电1、电路拓2、工作原理及波 5.3带的直流-直流变