dc-ac变换的电钻电源系统

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1、辽宁工程技术大学硕士学位论文3系统工作原理本章主要介绍现代逆变技术及逆变原理．本系统框图，之其工作过程。3．1逆变技术及逆变原理3．1．1逆交技术逆变技术中最重要的技术是功率变换技术。功率变{吐技术不单纯是逆变电路的设计技术，更不是控制系统的电路设计技术，’【是逆变控制系统的主电路和控制电路设计的基础，是功率变换或者晓逆要·的一种控制思想策略。现代功率变换技术有多种，每种形式的工作原理、扎^、设汁方法和应用情况都不完全相同。下面对主要的几种功率变换技术作一概述性的介绍。(1)负载谐振变换技术在逆变技术发展的初期，由于开关

2、管是不能自关断的晶闸管，需要采用负载谐振技术，即RCL谐振技术，在晶闸管导通阶段也．后-2生一个反由压来强迫关断晶闸管。负载谐振技术可以实现零电流或‘。：电f五丌关，是典型的软开关变换技术。它的优点是开关损耗小，工作频率芍，ⅢI小，dv／d【和dj／dt小。所以在现代逆变技术中，对于MOSFET，⋯"‘字自篾断器fJ}组成的逆变器．负载谐振变换技术也有其不利的因素：l⋯(’》振，使剁丌关管的导通电流和关断电压比电路中固有的值要高得≥，这样轨增加了丌关管的电流电压定额，从而增加了成本。2、负载谐扎技术必颂采用变频工作方式，

3、输出功率几乎与工作频率成J下比。在要求j州；变换范围火，纹波要求小的逆变装置中，给输出滤波带来了一些困难。负载谐振变换技术一般用于弧焊电源、通信开关电源、感应加热、逆变F巳源等领域中。(2)硬丌关定频PWM变换技术为了解决负载谐振变换技术的不足给逆变器带来的山地．随符(：T【)和G1R等自关断器件的相继问世和发展，硬开关定额功率≯换投术很快发展起来了。硬开关定频变换技术采用固定工作频率，调节J咒什导通工作的占空比，即采用脉冲宽度调制(PwM)方式来调节或稳九输Ⅲ。候丌关定频变换技术已经被应用到了所有采用逆变技术的领域。i

4、二足l司为这种变损辽宁工程技术大学硕士学位论文4技术的开关管承受电路中固有的电压，电流也只是输出电流按变比折算过来的值，对开关器件的要求低。另外，PIt'M控制方式电P#也f_分简单。硬丌关定频变换技术的缺点是开关损耗大、高频工作效率n7。外关频率越高．开关损耗越大，所以不宜高频化。由于硬开关变换的开≥’：管在关断过程中的电流电压变化很快，di／dt和dr／dr大，所以产生的电．蓝j扰比较严重给电磁兼容性带来一定的麻烦。(3)谐振开关变换技术谐振开关变换技术采用谐振型开关进行变换，是一f．一准j旨报变换技术过程，也叫做准

5、谐振变换技术。这种变换技术在开关管导通期’日J进行半周期的谐振，分别使得导通电流和关断电压为正弦渡。前者IlLI做零电流谐振开关，开通时间固定，调节关断时间．导通电流为_i弦，关断电压为电路固有电压。后者叫做零电压开关，关断时间固定，调节，1通时问，导通负载电流，关断电压为正弦．比电路固有电压要高。所以，谐振J1。关变换也叫做零开关。双零开关变换技术的不足是开关管的电沉定额黟rU压定笋高，成本也比较高。调频滤波电路设计造成的麻烦仍在，它n勺优-气是软丌关．开关损耗很小，控制恰当可使开关损耗为零，所以]：『乍煳率町以提高=

6、(4)双零转换变换技术双零转换变换技术变是采用辅助开关管，利用短时衍撤，使盯关管零电压开通及零电流关断。前者称为零电压转换，后者叫‘一巳流转换。双零转换是定频Pwn工作方式，又具有部分软开关的功能。_零转换技术是真iF的PWM控制方式，既具有开关损耗小，EMI小，频率一，效率荔，节能的优点．又具有PwM变换的定频，容易滤波，丌关钳电{、’也流弃量定％9：小的优点，是谐振技术与PwM技术真正的完美的结fr，；脱代J0。÷j变授抄术的发展方向之一。(5)正弦波脉冲调制(SPWM)技术『F弦波脉宽调制是功率变换中的一种重要技术

7、：在：．fjil,,k斑删剐l时，使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排，当『E弦值为最，‘、叫．脉冲的宽发也最大．而脉冲间的间隔则最小，反之，当正弦值较小Ij咏；中宽度也小，而脉冲间隔则较大，如图3一l所示。这样的电压脉冲系，¨J以使负载电流辽宁工程技术大学硕士学位论文中的高次谐波成分大为减小，称为正弦波咏宽调制。sP叭’脉冲系列中，各咏冲的宽度以及相互间隔宽度是由正弦波基准波(或调剐波)和等腰三角波的交点来决定的。u▲OT＼；ia{、IN————。————二·———————————一tb罔3—1SPWM的输出图3—2单搬

8、1r卜调制单极性SPWM法：如图3—2(a)所示，曲线l是J下弦刊制波，其周期决定于所需要的调频比KF，振幅值决定于K0。曲线2是i：用等腰三角波的载波，其周期决定于载波频率，振幅不变，KU=l时厄弦弼制波的振幅值，每半周期内所有三角波的极性均相同，所以为单极性，{：制披禾I截波的交点决定了SPWM脉冲系列的宽度和脉