電子電力半導(dǎo)體課件

電子電力半導(dǎo)體課件第一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一1）能使變換器的輸入電源與負(fù)載之間實現(xiàn)電氣隔離，提高變換器運行的安全可靠性和電磁兼容性。

2）選擇變壓器的變比還可匹配電源電壓Ud與負(fù)載所需的輸出電壓Uo，能使直流變換器的占空比D數(shù)值適中而不至于接近于零或接近于l。

3）能設(shè)置多個二次繞組輸出幾個電壓大小不同的直流電壓。

1、引入變壓器作用：第二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一1）單端變換器：變換器只需一個開關(guān)管，變換器中變壓器的磁通只在單方向變化；

2）正激變換器：開關(guān)管導(dǎo)通時電源將能量直接傳送至負(fù)載；

3）反激變換器：開關(guān)管導(dǎo)通時電源將電能轉(zhuǎn)為磁能儲存在電感中，當(dāng)開關(guān)管阻斷時再將磁能變?yōu)殡娔軅魉偷截?fù)載；2、分類：第三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一一般情況下，反激式變換器的工作占空比D要小于0.5。

3.6.1反激式變換器圖3.6.1反激式變換器電路與工作波形反激式變換器工作在輸出電流連續(xù)的狀態(tài)下，輸出電壓UO為：(3.6.1)第四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一圖3.6.2正激式變換器電路變換器的輸出電壓為：該電路的占空比D不能超過0.5。3.6.2

正激式變換器(3.6.2)第五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一3.6.3

推挽式變換器（屬正激式變換器）圖3.6.3推挽式變換器電路其工作占空比必須保持小于0.5。第六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一3.6.4

半橋式變換器

圖3.6.4半橋變換電路原理圖第七頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一圖3.6.5全橋變換電路

3.6.5全橋變換電路

將半橋電路中的兩個電解電容C1和C2換成兩只開關(guān)管，并配上適當(dāng)?shù)尿?qū)動器，即可組成圖3.6.5所示的全橋電路。第八頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一3.1

直流變換電路的工作原理

3.2降壓變換電路

3.3升壓變換電路

3.4

升降壓變換電路

3.5庫克變換電路

3.6

帶隔離變壓器的直流變換器

3.7

直流變換電路的PWM控制技術(shù)

第九頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一3.7.1直流PWM控制的基本原理圖3.7.1PWM波形載波調(diào)制信號第十頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一1）PWM波形：將一個直流電壓分成N等份，并把每一等份所包圍的面積都用一個與其面積相等的等幅矩形脈沖來代替，得到的脈沖列；2）調(diào)制方法：等腰三角波上下寬度與高度成線性關(guān)系且左右對稱，當(dāng)它與任何一個光滑曲線相交時，即得到一組等幅而脈沖寬度正比該曲線函數(shù)值的矩形脈沖。

3.7.1直流PWM控制的基本原理圖3.7.1PWM波形調(diào)制信號載波第十一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一3）直流PWM控制方式：用ug對直流變換電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，如果這些脈沖的頻率不變而寬度變化，經(jīng)過濾波器后就能得到大小可調(diào)的直流電壓。

調(diào)節(jié)直流調(diào)制信號ur的大小，就可以改變PWM波脈沖的寬度。3.7.1直流PWM控制的基本原理圖3.7.1PWM波形調(diào)制信號載波第十二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一開關(guān)原理：直流控制電壓與三角波電壓比較產(chǎn)生兩組開關(guān)的PWM控制信號:1)當(dāng)ur>uc時，T1和T4導(dǎo)通，T2和T3關(guān)斷；2)當(dāng)ur<uc時，開關(guān)T1、T4關(guān)斷，T2、T3導(dǎo)通。

1、雙極性電壓開關(guān)PWM控制方式圖3.6.5全橋變換電路

第十三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一圖3.7.2雙極性電壓PWM控制方式

1、雙極性電壓開關(guān)PWM控制方式輸出電壓的平均值為：變換電路的輸出電壓可在-Ud到+Ud之間變化:1）時，U0=0；2）時，U0<0；

3）時，U0>0；第十四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一1）在理想條件下，U0的大小和極性只受占空比D1的控制，而與輸出電流i0無關(guān)。2）在這種控制方式中，輸出電壓的平均值U0隨控制信號ur線性變化。3）這種電路平均輸出電流I0可正可負(fù)。在I0>0時，直流電源Ud向負(fù)載U0端傳送能量，在I0<0時，U0向Ud傳輸能量。1、雙極性電壓開關(guān)PWM控制方式

(3.7.6)總結(jié)：第十五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一

電路在工作過程中，保持T4導(dǎo)通，T3關(guān)斷。

1）若>，

T1觸發(fā)導(dǎo)通，T2

關(guān)斷,u0=Ud；

2)若<，

T2觸發(fā)導(dǎo)通，T1

關(guān)斷，u0=0。2、單極性電壓開關(guān)PWM控制方式圖3.6.5全橋變換電路

第十六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期一2、單極性電壓開關(guān)PWM控制方式圖3.7.3單極性電壓開關(guān)PWM控制

平均輸出電壓U0的表達(dá)式為:D1是開關(guān)T1的占空比，Ucm是三角波的峰值，k=Ud/Uc