《电力电子技术》

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1、《电力电子技术》第7章软开关技术上海电力学院电子教研室2008-5-14上海电力学院电子技术教研室1《电力电子技术》第7章软开关技术概述●电力电子装置高频化意义：滤波器、变压器体积和重量减小，电力电子装置小型化、轻量化。问题：开关损耗增加，电磁干扰增大。●软开关技术:利用以谐振为主的辅助换流手段，解决电路中的开关损耗和开关噪声问题，以大幅提高开关频率。2008-5-14上海电力学院电子技术教研室2《电力电子技术》第7章软开关技术7.1软开关的基本概念7.1.1硬开关与软开关●硬开关：开关过程中电压、电流均不为零，导致了开关损耗；且电压和电流的变

2、化很快，导致了开关噪声。具有这样开关过程的开关被称为硬开关。2008-5-14上海电力学院电子技术教研室3《电力电子技术》第7章软开关技术7.1软开关的基本概念7.1.1硬开关与软开关晶闸管的动态特性1)开通过程2)关断过程开通时间tgt关断时间tq：tgt=延迟时间td+上升时间trtq=反向阻断恢复时间trr+0.5~1.5ms+0.5~3ms正向阻断恢复时间tgriA（几百ms）100%90%10%0tdtrtuAKIRMOtU图1-9晶闸管的开通和关断过程波形tRRMtrrgr2008-5-14上海电力学院电子技术教研室4《电力电子技术

3、》第7章软开关技术7.1软开关的基本概念7.1.1硬开关与软开关●软开关：在开关过程前后引入谐振，使开关开通前电压先降为零，或关断前电流先降为零，减小甚至消除开关损耗和开关噪声，具有这样开关过程的开关被称为软开关。2008-5-14上海电力学院电子技术教研室5《电力电子技术》第7章软开关技术7.1软开关的基本概念7.1.2零电压开关与零电流开关●零电压开关：使开关开通前其两端电压为零，则开关开通时就不会产生损耗和噪声，这种开通方式称为零电压开通，简称零电压开关。●零电流开关：使开关关断前其电流为零，则开关关断时也不会产生损耗和噪声，这种关断方式

4、称为零电流关断，简称零电流开关。2008-5-14上海电力学院电子技术教研室6《电力电子技术》第7章软开关技术7.2软开关电路的分类●根据开关元件开通和关断时电压电流状态，分为两大类：零电压电路、零电流电路。●根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路分成：准谐振电路、零开关PWM电路、零转换PWM电路。2008-5-14上海电力学院电子技术教研室7《电力电子技术》第7章软开关技术7.2软开关电路的分类基本开关单元SLVDSLLVDSLVDSVDa)b)c)d)图7-3基本开关单元的概念（显示放大图）a）基本开关单元b)降压斩波器中的基本开关单元

5、c)升压斩波器中的基本开关单元d)升降压斩波器中的基本开关单元2008-5-14上海电力学院电子技术教研室8《电力电子技术》第7章软开关技术7.2软开关电路的分类●三类软开关电路1．准谐振电路——电压或电流的波形为正弦半波，称为准谐振。最早出现的软开关电路，可以分为：–零电压开关准谐振电路(Zero-Voltage-SwitchingQuasi-ResonantConverter—ZVSQRC）；–零电流开关准谐振电路(Zero-Current-SwitchingQuasi-ResonantConverter—ZCSQRC）；–零电压开关多谐振

6、电路(Zero-Voltage-SwitchingMulti-ResonantConverter—ZVSMRC）；–用于逆变器的谐振直流环节(ResonantDCLink）。CCrr1LrLLrLLrLSSSVDVDCVDCr2ra)b)c)图7-4准谐振电路的基本开关单元（显示放大图）a）零电压开关准谐振电路的基本开关单元b）零电流开关准谐振电路的基本开关单元2008-5-14上海电力学院电子技术教研室9c）零电压开关多谐振电路的基本开关单元《电力电子技术》第7章软开关技术7.2软开关电路的分类●三类软开关电路2．零开关PWM电路v引入了辅助

7、开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过程前后。v分为：–零电流开关PWM电路（Zero-Current-SwitchingPWMConverter—ZCSPWM）。–零电压开关PWM电路（Zero-Voltage-SwitchingPWMConverter—ZVSPWM）；CrS1LLLr图7-5零开关PWM电路的基本开关单元LSSra）零电压开关PWM电路的基本开关单元SVD1b）零电流开关PWM电路的基本开关单元CVDr（显示放大图）a)b)特点：–电压和电流基本上是方波，只是上升沿和下降沿较缓，开关承受的电压明显降低；–电路可以采

8、用开关频率固定的PWM控制方式。2008-5-14上海电力学院电子技术教研室10《电力电子技术》第7章软开关技术7.2软开关电路的分类●三类软开关电路