电子电力半导体优秀课件.ppt

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1、电子电力半导体课件第1页，本讲稿共17页 1 1）能使变换器的输入电源与负载之间实现电气隔）能使变换器的输入电源与负载之间实现电气隔离，提高变换器运行的安全可靠性和电磁兼容性。离，提高变换器运行的安全可靠性和电磁兼容性。2 2）选择变压器的变比还可匹配电源电压）选择变压器的变比还可匹配电源电压U Ud d与负载与负载所需的输出电压所需的输出电压U Uo o，能使直流变换器的占空比能使直流变换器的占空比D D数值数值适中而不至于接近于零或接近于适中而不至于接近于零或接近于l l。3）能设置多个二次绕组输出几个电压大小不同能设置多个二次绕组输出几个电压大小不同的直流电压。的直流电压。1 1、引入变

2、压器作用：、引入变压器作用：第2页，本讲稿共17页 1）单端变换器：变换器只需一个开关管，变单端变换器：变换器只需一个开关管，变换器中变压器的磁通只在单方向变化；换器中变压器的磁通只在单方向变化；2 2）正激变换器：开关管导通时电源将能量直接）正激变换器：开关管导通时电源将能量直接传送至负载；传送至负载；3 3）反激变换器：开关管导通时电源将电能转为磁）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中，当开关管阻断时再将磁能变为电能储存在电感中，当开关管阻断时再将磁能变为电能传送到负载；能传送到负载；2、分类：、分类：第3页，本讲稿共17页一般情况下，反激式变换器的工作占空比一般情况下，

3、反激式变换器的工作占空比D要小于要小于0.5。3.6.1 反激式变换器反激式变换器图图3.6.1 反激式变换器电路与工作波形反激式变换器电路与工作波形反激式变换器工作在输出电流连续的状态下，输出电压反激式变换器工作在输出电流连续的状态下，输出电压U UO为：为：(3.6.1)第4页，本讲稿共17页图图3.6.2 正激式变换器电路正激式变换器电路变换器的输出电压为：变换器的输出电压为：该电路的占空比该电路的占空比该电路的占空比该电路的占空比D D不能超过不能超过不能超过不能超过0.50.5。3.6.2 正激式变换器正激式变换器(3.6.2)第5页，本讲稿共17页3.6.3 推挽式变换器推挽式变换

4、器（属正激式变换器）（属正激式变换器）图图3.6.3 推挽式变换器电路推挽式变换器电路 其工作占空比必须保持小于其工作占空比必须保持小于0.5。第6页，本讲稿共17页3.6.4 半桥式变换器半桥式变换器 图图3.6.4 半桥变换电路原理图半桥变换电路原理图第7页，本讲稿共17页图图3.6.5 全桥变换电路全桥变换电路 3.6.5 全桥变换电路全桥变换电路 将半桥电路中的两个电解电容将半桥电路中的两个电解电容C1和和C2换成两只开关管，并配上适当的驱动器，即可组成图换成两只开关管，并配上适当的驱动器，即可组成图3.6.5所示的全桥电路。所示的全桥电路。第8页，本讲稿共17页 3.1 直流变换电路

5、的工作原理直流变换电路的工作原理 3.2 降压变换电路降压变换电路 3.3 升压变换电路升压变换电路 3.4 升降压变换电路升降压变换电路 3.5 库克变换电路库克变换电路 3.6 带隔离变压器的直流变换器带隔离变压器的直流变换器 3.7 直流变换电路的直流变换电路的PWM控制技术控制技术 第9页，本讲稿共17页3.7.1 直流直流PWM控制的基本原理控制的基本原理图图3.7.1 PWM波形波形载波载波调制信号调制信号第10页，本讲稿共17页1）PWM波形：波形：将一个直流电压分成将一个直流电压分成N等份，并把每一等份等份，并把每一等份所包围的面积都用一个与其面积相等的等幅矩形所包围的面积都用

6、一个与其面积相等的等幅矩形 脉冲来脉冲来代替，得到的脉冲列；代替，得到的脉冲列；2）调制方法：）调制方法：等腰三角波上下宽度与高度成线性关系且左等腰三角波上下宽度与高度成线性关系且左右对称，当它与任何一个光滑曲线相交时，即得到一组右对称，当它与任何一个光滑曲线相交时，即得到一组等幅而脉冲宽度正比该曲线函数值的矩形脉冲。等幅而脉冲宽度正比该曲线函数值的矩形脉冲。3.7.1 直流直流PWM控制的基本原理控制的基本原理图图3.7.1 PWM波形波形调制信号调制信号载波载波第11页，本讲稿共17页 3）直流）直流PWM控制方式：控制方式：用用u ug g对直流变换电路开关器件的通对直流变换电路开关器件

7、的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，如断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，如果这些脉冲的频率不变而宽度变化，经过滤波器后就能果这些脉冲的频率不变而宽度变化，经过滤波器后就能得到大小可调的直流电压。得到大小可调的直流电压。调节直流调制信号调节直流调制信号ur的大小，就可以改变的大小，就可以改变PWM波脉冲的宽度。波脉冲的宽度。3.7.1 直流直流PWM控制的基本原理控制的基本原理图图3.7.1 PWM波形波形调制信号调制信号载波载波第12页，本讲稿共17页开关原理：开关原理：直流控制电压与三角直流控制电压与三角波电压比较产生两组波电压比较产生两组开关的开关的PWM控制信号

8、控制信号:1)1)当当u ur ruc时，时，T1和和T4导通，导通，T2和和T3关断；关断；2)2)当当u ur ruc时，开关时，开关T1、T4关断，关断，T2、T3导通。导通。1、双极性电压开关双极性电压开关PWM控制方式控制方式图图3.6.5 全桥变换电路全桥变换电路 第13页，本讲稿共17页图图3.7.2 双极性电压双极性电压PWM控制方式控制方式 1、双极性电压开关双极性电压开关PWM控制方式控制方式输出电压的平均值为：输出电压的平均值为：变变换换电电路路的的输输出出电电压压可可在在-Ud到到+Ud之间变化之间变化:1 1）时，时，U U0=0=0；2 2）时，时，U0000；第1

9、4页，本讲稿共17页1 1）在理想条件下，）在理想条件下，U0的大小和极性只受占空比的大小和极性只受占空比D1的控制，而的控制，而与输出电流与输出电流i0无关。无关。2 2）在这种控制方式中，输出电压的平均值在这种控制方式中，输出电压的平均值U0随控制信号随控制信号ur线线性变化。性变化。3）这种电路平均输出电流）这种电路平均输出电流I0可正可负。在可正可负。在I00时，直流电源时，直流电源Ud向向负载负载U0端传送能量，在端传送能量，在I0 ，T1触发导通，触发导通，T2 关断关断,u,u0 0=U=Ud；2)2)若若 0或或I00，U0始始终为正值。终为正值。(3.7.7)第17页，本讲稿共17页