现代电力电子技术课件.ppt

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1、GMXD2第2章　PWM直流变换电路2.1　概述2.2　单象限降压型电路2.3　单象限升压型电路2.4　单象限隔离型电路2.5　电流双象限电路GMXD22.1　概述2.1.1　电力电子电路的分类2.1.2　直流变换电路的分类2.1.3　直流变换电路的基本用途GMXD22.1.1　电力电子电路的分类所有电力电子电路均包含功率电路和控制电路两部分，功率电路又称主电路，它依靠功率器件的开关性能和电路结构实现电能变换；控制电路是根据采用的控制策略和工具对控制信号(含主控和反馈等信号)进行必要的加工处理以形成功率器件控制极信号，实现对电能的变

2、换和控制。GMXD22.1.2　直流变换电路的分类有些分类方法与上节相同，如开关方式。功率器件和电路构成等，此处不再重复。凡输出电压平均值低于其输入电压平均值的电路称为降压型电路；相反则称为升压型电路；若可降可升则称为升/降压型电路。GMXD22.1.3　直流变换电路的基本用途1.直流调速电源2.开关电源GMXD21.直流调速电源传统的直流调速电源由相控式整流电路构成，但存在深控下网侧功率因数低，功率密度低和系统快速性差等缺点。PWM直流变换电路能够克服相控电路存在的缺点。因而更适合于车辆电力传动和各种伺服系统。GMXD22.开关电

3、源小容量直流稳压电源的传统形式是串联线性型电源。这种电源存在效率低，体积大和可靠性差等缺点。由于采用开关频率较高的斩控开关方式，直流变换电路能克服传统电源的缺点，成为广泛应用的新型开关式直流稳压电源(简称开关电源)。GMXD22.2　单象限降压型电路2.2.1　电路外特性分析2.2.2　输出滤波电路的参数选择2.2.3　PWM控制电路*2.2.4　ZVSPWMBUCK电路GMXD22.2　单象限降压型电路图2-1　单象限降压型电路a)电路结构　b)等效电路　c)CCM下的电量波形　d)DCM下的电量波形　e)带直流电动机负载GMXD

4、22.2.1　电路外特性分析1.基本假定2.电流连续状态下的外特性分析3.电流断续状态下的外特性分析GMXD21.基本假定电路中所有器件(包括全控型器件VT和二极管VD，图中VT符号将代表MOSFET、IGBT和GTR等全控型器件)均无惯性，因而开关状态的更迭均瞬间完成，也即图2-1b中等效开关S位置的转换不需要时间。GMXD22.电流连续状态下的外特性分析图2-2　降压型电路的开环外特性=0，＞0，CCM与DCM分界线GMXD23.电流断续状态下的外特性分析当负载电流I0＜I时，电流iL断续，电路由CCM状态转为DCM，其波形

5、如图2-1d所示。由图可见，在t2＜t＜t3时区，电路中VT和VD均处断态，即图2-1b中开关S置1，负载所需电能依靠滤波电容储能维持，按原设由于C0足够大，在此时区中仍有u0≡U0，DCM状态下负载电流平均值I0有GMXD2第2章　PWM直流变换电路2.1　概述2.2　单象限降压型电路2.3　单象限升压型电路2.4　单象限隔离型电路2.5　电流双象限电路GMXD22.2.2　输出滤波电路的参数选择1.滤波电感L0的选择2.滤波电容C0的选择GMXD21.滤波电感L0的选择对于负载电流变化范围很宽而IOM很低的场合，，它将使装置体积

6、重量增加，功率密度下降，为此可在输出端加接假负载以提高IOM，其代价是电路效率相应下降。对于负载电流变化范围很小或恒负载电流的应用场合，虽然电路可以工作于CCM状态，功率密度也高，但电路的其他性能劣化：如电流脉动量增高，器件峰值电流IL增大和电压脉动量ΔU0增大(原因详后)等。GMXD22.滤波电容C0的选择当C0值很大时，输出电压将近似于恒定，但C0值越大则装置的体积和成本相应增大。因此实际设计时是根据容许的输出电压脉动量ΔU0来确定C0值。GMXD22.2.3　PWM控制电路1.单象限变换电路的一般控制结构2.用SG1525控制

7、的直流不可逆调速系统GMXD21.单象限变换电路的一般控制结构图2-3　PWMDC—DC变换电路结构图1—直流电源　2—功率开关主电路　3—输出滤波电路4—负载　5—驱动电路　6—检压电路7—电压调节器　8—PWM信号生成电路9—振荡器　10—分相电路11—电压给定GMXD21.单象限变换电路的一般控制结构图2-4　IGBT不可逆直流调速系统GMXD21.单象限变换电路的一般控制结构图2-5　SG1525的内部结构图1—基准电压源　2—振荡电路　3—误差放大器　4A—PWM比较器4B—PWM锁存器　5—分相电路　6—输出电路7—欠电

8、压封锁　8—组合门GMXD22.用SG1525控制的直流不可逆调速系统图2-6　控制芯片SG1525的电量波形GMXD2*2.2.4　ZVSPWMBUCK电路图2-7　ZVS-PWM-BUCK电路a)主电路结构　b)电量波形GMXD2