第7章软开关技术课件.ppt

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1、第7章软开关技术引言7.1软开关的基本概念7.2软开关电路的分类7.3典型的软开关电路本章小结1第7章软开关技术•引言现代电力电子装置的发展趋势小型化、轻量化、对效率和电磁兼容性也有更高的要求。电力电子装置高频化滤波器、变压器体积和重量减小，电力电子装置小型化、轻量化。开关损耗增加，电磁干扰增大。软开关技术降低开关损耗和开关噪声。进一步提高开关频率。27.1软开关的基本概念7.1.1硬开关和软开关7.1.2零电压开关和零电流开关37.1.1硬开关和软开关硬开关：开关过程中电压和电流均不为零，出现了重叠。电压、电流变化很快，波形出现明显得过冲，导致开关噪声。t0a）硬开关的开通

2、过程b）硬开关的关断过程图7－1硬开关的开关过程uiP0uituuiiP004开关过程5Thequalityofaninverteroutputisnormallyevaluatedintermsofits:harmonicfactor,HF,distortionfactor,DF,andtotalharmonicdistortion,THD.67WhySoftSwitching?Diodereverserecoveryprobleminalltopologies87.1.1硬开关和软开关软开关：在原电路中增加了小电感、电容等谐振元件，在开关过程前后引入谐振，消除电压、电流的

3、重叠。降低开关损耗和开关噪声。uiP0uitt0uiP0uitt0a）软开关的开通过程b）软开关的关断过程图7－2软开关的开关过程9107.1.2零电压开关和零电流开关零电压开通开关开通前其两端电压为零——开通时不会产生损耗和噪声。零电流关断开关关断前其电流为零——关断时不会产生损耗和噪声。零电压关断与开关并联的电容能延缓开关关断后电压上升的速率，从而降低关断损耗。零电流开通与开关串联的电感能延缓开关开通后电流上升的速率，降低了开通损耗。当不指出是开通或是关断，仅称零电压开关和零电流开关。靠电路中的谐振来实现。117.2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

4、为零电压电路和零电流电路两大类。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电路和零转换PWM电路。每一种软开关电路都可以用于降压型、升压型等不同电路，可以从基本开关单元导出具体电路。127.2软开关电路的分类图7－3基本开关单元的概念a）基本开关单元b）降压斩波器中的基本开关单元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13UndampedSeries-ResonantCircuit(SRC)initialconditions14Series-ResonantCircuitwithCapacitor-ParallelLoad15S

5、eries-ResonantCircuitwithCapacitor-ParallelLoad16ImpedanceofaSeries-ResonantCircuitTheimpedanceiscapacitivebelowtheresonancefrequencyInthepresenceofaloadresistanceR,thequalityfactorQisdefinedas17SRCAttheresonantfrequencythevoltagesontheinductorandthecapacitorareQ0timesgreaterthanthetotalvol

6、tageoftheresonantcircuit.18UndampedParallel-ResonantCircuitExcitedbyacurrentsourceParallel-ResonantCircuit(PRC)19ImpedanceofaParallel-ResonantCircuitTheimpedanceisinductiveatbelowtheresonantfrequency20Resonantcircuits,stepresponse,andfrequencycharacteristics:(a)seriesL-C-Rcircuitand(b)para

7、llelL-C-Rcircuit.2122Characteristicsandparametersofparallelandseriesresonantcircuits237.2软开关电路的分类1）准谐振电路准谐振电路－准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，因此称之为准谐振。是最早出现的软开关电路。特点：谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；谐振电流有效值很大，电路中存在大量无功功率的交换，电路导通损耗加大；谐振周期随输入电压、负载变化而改变，因此电路只能采用脉冲频率调制（PulseFrequenc