电力电子技术第7章

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1、第七章谐振软开关技术7.1谐振软开关的基本概念7.2典型谐振开关电路谐振软开关的基本概念开关过程器件损耗及硬、软开关方式电路开关损耗谐振软开关：谐振过零实现开通、关断。谐振软开关的基本概念零电压开关与零电流开关零电压开关：器件开断前，电压已为零；零电流开关：器件开断前，电流已为零；注意：并联电容实现零电压关断和串联电感实现零电流开通，会造成电路总损耗增加、关断电压变大等负面影响。谐振软开关的基本概念谐振软开关电路类型1、准谐振电路(a)ZVSQRC;(b)ZCSQRC;(c)ZVSMRC优点：开关损耗、噪声大为降低；

2、缺点：谐振过程导致电压峰值↑→开关器件耐压要求提高；谐振电流有效值↑→电路导通损耗↑；谐振周期随输入电压、输出负载变化，电路不能采用定频调款PWM控制，只能采用调频控制→电路设计困难。谐振软开关的基本概念谐振软开关电路类型2、零开关PWM电路(a)ZVSPWM;(b)ZCSPWM;器件承受电压低，可以采用定频的PWM控制方式；谐振软开关的基本概念谐振软开关电路类型3、零转换PWM电路(a)ZVTPWM;(b)ZCTPWM;输入电压、负载电流影响很小；无功功率减小，电路工作效率提高；典型谐振开关电路零电压开关准谐振电路

3、L——谐振电感；C——谐振电容。rr一个工作周期分四个阶段：阶段①（t0-t1）：VT在零电压下关断，电路以iL=I0向Cr充电，uc=0↑→E。阶段②（t1-t2）：VD导通，Cr、Lr构成串联谐振（t1-t’1磁场能量向电场能量转换uc↑，t’1-t2电场能量向磁场能量转换uc下降）；t”1时刻,uc=E,iL=-I0；t2时刻，uc=0，VDr导通，uc钳位于0。阶段③（t2-t3）：t2-t’2期间，VT预触发；t’2时刻后，iL正过零VDr关断，VT在零电压、零电流下导通，iL↑，并在t3时刻到达I0

4、。特点：V“0”压断，“0”压“0”流通阶段④（t3-t4）：VT导通，负载电流全部由缺点：谐振电压峰值高于电源电压E提供；VD关断，uc=0为下次关断VT做（E）2倍以上，因此功率开关器件好准备。要有很高的耐压值。典型谐振开关电路零电流开关准谐振电路L——谐振电感；C——谐振电容。rr一个工作周期分四个阶段：阶段①（t0-t1）：iLI0，Cr充电uc↑；t’1时刻i

5、L上升至峰值，uc=E；t”1时刻iL下降至I0，uc=2E；t2时刻iL下降至0，因VT为单向开关，iL不能过零反振为负，故此时VT满足零电流条件，取消触发信号后即可实现零电流关断（VD反偏截止）。阶段③（t2-t3）：t2后VT关断，Cr由负载电流特点：V“0”流断，“0”压“0”流通I0反向充电，uc线性下降；t3时刻，uc下降至0，VD无反偏开始导通为负载续流。缺点：VT上电流iL的峰值显著大于阶段④（t3-t4）：负载电流由VD续流，uc=0为负载电流I0，因此通态损耗较大。开通VT、进入下一共做周期做好准

6、备。典型谐振开关电路谐振直流环谐振直流出现电压过零，提供软开关的条件Lr——谐振电感；Cr——谐振电容；特点：V“0”压关断，“0”压“0”流通缺点：开关谐振电压峰值高于电源电压，器件耐压要求高。典型谐振开关电路全桥零电压开关PWM电路工作规律：1）一个开关周期T内，每个开关元件导通时间略小于T/2，关断时间略大于T/2；2）为防止同桥臂上、下元件直接短路，设置了开关切换死区时间；3）VT触发信号u超前VT触发信号u(0~T/2)时间；VT触发信号1g14g42u超前VT触发信号u(0~T/2)时间；g23g3典型谐

7、振开关电路全桥零电压开关PWM电路电路主要波形：T—t阶段等效电路12T—t阶段等效电路34典型谐振开关电路零电压转换PWM电路电路原理：(升压型)电路主要波形：T—t阶段等效电路12