开关电源基本拓扑结构.ppt

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1、开关电源基本拓扑结构拓扑种类多①串联型——buckconverter②并联型——boostconverter③倒极性——buck-boostconverter④Ćukconverter⑤sepicconverter⑥zetaconverter输入输出不隔离输入输出隔离①正激变换器——forwardconverter②反激变换器——fly-backconverter③推挽变换器——push-pullconverter④半桥变换器——half-bridgeconverter⑤全桥变换器——full-bridgeconverterOver

2、view开关电源基本拓扑结构一、串联型——buckconverter降压式(Buck)变换器是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离直流变换器。下图给出了它的电路拓扑图。Buck变换器的主电路由开关管Q，二极管D，输出滤波电感Lf和输出滤波电容Cf构成。Assumptions：1.所用电力电子器件理想，即Q和D的导通和关断时间为0，通态电压为0，断态漏电流为0；2.在一个开关周期中，输入电压Vin保持不变；输出滤波电容电压Vo基本不变，即输出电压只有很小的纹波；3.电感和电容、二极管均为无损耗的理想元件；4.不计线路阻抗。5.在

3、[0，Ton]期间，Q导通；6.在[Ton，Ts]期间，Q截止。7.设开关管开关周期为Ts，则Ts=Ton+Toff,开关频率fs＝1／Ts。8.若设占空比为Dy，则Dy=Ton／Ton+Toff。9.改变占空比Dy，即改变了导通时间Ton的长短，这种控制方式称为脉冲宽度调制控制方式(Pulsewidthmodulation，PWM）电流连续时的工作模式(CCM)Mode1Mode2Fig1.2注意：电感中的能量的积累、释放经过一个周期后必须回到原来的状态！Mode1[0,Ton](1.1)(1.2)电压与时间的乘积代表了能量Mod

4、e2[Ton,Ts](1.3)(1.4)Fundamentalrelationship(1.5)From(1.2)&(1.4)(1.6)(1.7)(1.8)Fig1.3Mode1Mode2Mode3电流断续时的工作模式(DCM)电流断续时的工作模式的典型情况：输入电压Vin不变，输出电压Vo变化；譬如用作电机速度控制、充电器对蓄电池恒流充电。输入电压Vin变化，输出电压Vo不变，如普通开关电源。电流断续时(DCM)的工作原理(operatingprinciple)及基本关系(1.10)(1.11)(1.12)(1.13)电感电流临界

5、连续（TM）(1.14)(1.15)若用IoG表示临界电流连续的负载电流,then(1.16)Vin=constant(输入电压恒定)ForVo=VinDy,soeq.(1.16)canbereformedas:Fig1.4Vin=constVout=constant(输出电压恒定)ForVo=VinDy,soeq.(1.16)canbereformedas:Fig1.5Vout=const湘潭电机股份有限公司150t工矿电机车IGBT直流斩波1500V电压等级主要由IGBT功率组件、微机控制盒及PLC控制单元构成。IGBT功率组件

6、采用3300V、800A斩波型IGBT模块作为主功率元件，主元件散热器采用新型风冷热管散热器，一个IGBT功率组件单独驱动一台牵引电机。微机控制盒是装置的核心，配备16位单片机80C196KC20世纪90年代初进口的上海地铁一号线车辆是由德国制造的，采用门极可关断晶闸管(GTO)斩波直流调速与GTO静止辅助系统，该技术属于当时世界先进水平.中GTO斩波器是由600-800A/4500VGTO构成，将一定范围内1000-1800V(直流)波动的直流网压进行斩波降压与稳压至775V(直流).GTO逆变器是由800A/2500VGTO组成

7、，将斩波器输出的稳定直流电逆变为三相对称的50Hz交流电.变压器起着隔离与降压作用，向辅助用电设备提供380V/220V三相四线交流电源.二、并联型——boostconverter升压式(Boost)变换器是一种输出电压等于或高于输入电压的单管非隔离直流变换器。下图给出了它的电路拓扑图。Boost变换器的主电路由开关管Q，二极管D，输出滤波电感Lf和输出滤波电容Cf构成。开关电源基本拓扑结构Lf用于储能；是并联变换器能够升压的关键三、倒极性——buck-boostconverter开关电源基本拓扑结构主电路拓扑和控制方式(Circu

8、ittopologyandcontrolmode)升降压式(Buck/Boost)变换器是由Buck变换器和Boost变换器串联而成.他将两只开关管合并为一只开关管。图3.1给出了它的电路拓扑图。Buck/Boost变换器的主电路由开