Chap-高频开关整流器上课用.ppt

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1、第五章高频开关整流器5.1高频开关整流器的组成5.3三相网侧整流及三相预调级5.2单相高功率因数预调级5.4大功率DC－DC变换级5.5整流模块并联运行5.6开关型整流器的部分性能第五章高频开关整流器5.1高频开关整流器的组成5.3三相网侧整流及三相预调级5.2单相高功率因数预调级5.4大功率DC－DC变换级5.5整流模块并联运行5.6开关型整流器的部分性能5．1．1影响主电路方案的因数影响大功率串通信用整流器主电路方案的主要因素如下：(1)输入输出电压、电流范围与半导体器件规格的配合，(2)电路的可靠性，工作范围的适应性。(3)减小体积、重量和提高

2、效率：减小损耗可减小散热器尺寸　　　　　　和重量。例如，采用软开关技术，减小开关损耗、采用低导通压降的器件(如同步整流器)，减小输出低电压的电源的损耗等。(4)减小对电网的污染。提出整流器要有高的输入功率因数，小的倒灌(设备影响电网的)噪声电压。为此，许多电路设置了高频开关工作的功率因数校正电路*5．1．2高频开关整流器常用电路的组成图5.2单相开关整流器主电路一例5.1.3研究和发展方向1．交流输入功率因数校正2．功率因数校正DC-DC单级变换器3．功率因数校正AC-DC单级变换器图5.3发展中的电路框图a)交流输入功率因数校正b)功率因数校正DC

3、－DC单级变换器c)功率目数校正AC－DC单级变换器第五章高频开关整流器5.1高频开关整流器的组成5.3三相网侧整流及三相预调级5.2单相高功率因数预调级5.4大功率DC－DC变换级5.5整流模块并联运行5.6开关型整流器的部分性能WHYPFC？感容滤波的二极管整流电路常常加入小电感成为感容滤波电路；ud波形更平直，电流i2的上升段平缓了许多，这对于电路的工作是有利的。二极管的导通时间也相应地延长。图2-29感容滤波的单相桥式不可控整流电路及其工作波形a）电路图b）波形电容滤波的不可控整流电路整流电路的谐波和功率因数〔概述〕：许多电力电子装置要消耗无

4、功功率，会对公用电网带来不利影响：电力电子装置还会产生谐波，对公用电网产生危害；许多国家都发布了限制电网谐波的国家标准，或由权威机构制定限制谐波的规定。国家标准（GB/T14549-93）《电能质量公用电网谐波》从1994年3月1日起开始实施。无功功率（reactionpower）对电网的影响：无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致设备容量增加；无功功率增加，会使总电流增加，从而使得设备和线路的损耗增加；无功功率使线路压降增大，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。谐波（harmonics）对电网的危害：谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电

5、、输电及用电效率，大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾。谐波影响各种电气设备的正常工作，使电机发生机械振动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、使绝缘老化、寿命缩短以致损坏；谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，会使上述1）和2）两项的危害大大增加，甚至引起严重事故；谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪表计量不准确；谐波会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。5.2.1功率因数及校正的概要谐波在供电系统中，我们总是希望电压

6、和电流一直保持正弦波形。当正弦波电压施加在线性无源器件电阻、电感和电容上时，其电流和电压分别为比例、积分和微分关系，但仍为同频的正弦波。如果正弦波电压施加在非线性电路上时，电流就成为非正弦波，非正弦波电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。当然，非正弦波电压施加在线性电路上时，电流也是非正弦的。1）非正弦电压一般满足狄里赫利条件，可分解为傅里叶级数基波（fundamental）——在傅里叶级数中，频率与工频相同的分量谐波——频率为基波频率大于1整数倍的分量，即2,3,4,…N次谐波谐波次数——谐波频率和基波频率的整数比n次谐波电流含有率

7、以HRIn（HarmonicRatioforIn）表示）电流谐波总畸变率THDi（TotalHarmonicdistortion）定义为5.2.1.1功率因数的定义及参数注：Ih为总谐波电流有效值。狄里赫利条件：周期函数在一个周期内连续或只有有限个第一类间断点，并且至多只有有限个极值点。2.功率因数1)正弦电路中的情况电路的有功功率P就是其平均功率：视在功率S为电压、电流有效值的乘积，即S=UI无功功率Q定义为：Q=UIsinφ功率因数λ定义为有功功率P和视在功率S的比值：此时无功功率Q与有功功率P、视在功率S之间有如下关系：功率因数λ是由电压和电流

8、的相位差φ决定的：λ=cosφ非正弦电路中的情况有功功率、视在功率、功率因数的定义均和正弦电路相同，功率因数