新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修 課件 項(xiàng)目四 電的轉(zhuǎn)換

認(rèn)知AC-AC變換電路教學(xué)目標(biāo)1.掌握AC-AC變換電路的作用及在汽車上的應(yīng)用;2.掌握AC-AC變換電路的結(jié)構(gòu)組成及工作原理;3.掌握AC-AC變換電路的實(shí)驗(yàn)板制作。重點(diǎn)：AC-AC變換電路的工作原理。難點(diǎn)：AC-AC變換電路實(shí)驗(yàn)板制作。一任務(wù)描述二任務(wù)分析三信息收集四制定方案五任務(wù)實(shí)施六總結(jié)評(píng)價(jià)教學(xué)流程一、任務(wù)描述

電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)是三相交流電機(jī)，其轉(zhuǎn)速的控制是通過(guò)改變交流電的頻率實(shí)現(xiàn)的，而轉(zhuǎn)矩的控制是改變交流電的大小。那么交流變換電路是如何實(shí)現(xiàn)電壓和頻率的改變的呢？讓我們一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！二、任務(wù)分析1.交流電變換的種類？2.交流電如何調(diào)頻？3.交流電如何調(diào)壓？

交流電的三要素包括幅值、頻率和相位。

AC-AC變換電路就是實(shí)現(xiàn)將一種交流波形轉(zhuǎn)換為另一種交流波形，輸出電壓幅值和頻率均可調(diào)節(jié)的電力電子裝置。但實(shí)際上，AC-AC變換電路對(duì)波形相位的變換是比較困難的。按照其對(duì)交流電波形的控制，主要可實(shí)現(xiàn)以下三種功能的基本電路。一、AC-AC變換電路概述三、收集信息1、交流調(diào)壓電路只改變輸出電壓、電流的幅值的電路三、收集信息2、交流調(diào)功電路對(duì)電路周期通斷進(jìn)行控制的電路。三、收集信息3、交流調(diào)頻電路改變交流電輸出頻率的電路。這種AC-AC直接變頻電路功能是受限的，其輸出頻率小于輸入頻率。新能源汽車上一般采用的是交-直-交間接式變頻器。三、收集信息

交流調(diào)壓電路按照調(diào)節(jié)交流電的相數(shù)不同，分為單相交流調(diào)壓電路和三相交流調(diào)壓電路。按照控制的方式不同，又可分為整周波通斷控制、相位控制和斬波控制三種。

二、交流調(diào)壓電路三、收集信息

整周波控制方式的交流調(diào)壓電路，是采用晶閘管作為開(kāi)關(guān)器件，控制負(fù)載與電源周期性通斷，通過(guò)改變導(dǎo)通和斷開(kāi)的比例來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載電壓的有效值。

相位控制的交流調(diào)壓電路是通過(guò)改變電源交流波形的觸發(fā)延遲角α，改變晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間，從而達(dá)到改變負(fù)載通電時(shí)間的方式進(jìn)行調(diào)壓。

斬波控制可采用IGBT等全控型功率開(kāi)關(guān)器件，控制交流電壓周期內(nèi)多次通斷，使電壓波形形成多個(gè)脈沖，通過(guò)改變導(dǎo)通比來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。

三種控制方式中應(yīng)用較多的是相位控制交流調(diào)壓電路，相比一般的變壓器，具有體積小、效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)。二、交流調(diào)壓電路三、收集信息1、單相交流調(diào)壓電路

該電路主要元件由交流電源Vs；兩個(gè)反向并聯(lián)晶閘管S1、S2；負(fù)載R。

該電路采用了半控型開(kāi)關(guān)器件晶閘管，其工作特點(diǎn)為門極有正向觸發(fā)電壓時(shí)導(dǎo)通，主回路電流小于最低維持電流時(shí)關(guān)斷。三、收集信息

波形圖中的α為晶閘管導(dǎo)通延遲角度。根據(jù)晶閘管工作特性，電路基本工作過(guò)程分為以下四個(gè)階段：

①在t0～t1區(qū)間。交流電源處于正半波，S1正向偏置，S2反向偏置。晶閘管沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)，S1、S2均不導(dǎo)通，輸出電壓Vo=0，開(kāi)關(guān)電壓Vsw=Vs。②在t1～t2區(qū)間。交流電源處于正半波，S1正向偏置，S2反向偏置。此時(shí)給S1觸發(fā)信號(hào)使其導(dǎo)通，S2保持關(guān)斷，輸出電壓Vo=Vs，開(kāi)關(guān)電壓Vsw=0。③在t2～t3區(qū)間。交流電源處于負(fù)半波，S1反向偏置，S2正向偏置。t2時(shí)刻交流電源Vs過(guò)零，正向電流減小為0，晶閘管S1、S2均關(guān)斷，輸出電壓Vo=0，開(kāi)關(guān)電壓Vsw=Vs。④在t3～t4區(qū)間。交流電源處于負(fù)半波，S1反向偏置，S2正向偏置。此時(shí)給S2觸發(fā)信號(hào)使其導(dǎo)通，S1保持關(guān)斷，輸出電壓Vo=Vs，開(kāi)關(guān)電壓Vsw=0。三、收集信息

以上工作過(guò)程中，從輸入波形Vs與輸出電壓Vo波形的對(duì)比可以看出，輸出電壓Vo隨著正負(fù)半波過(guò)零點(diǎn)時(shí)延遲角α的增大而減小，從而得到調(diào)節(jié)后的電壓值，由于正負(fù)半波過(guò)零點(diǎn)后的α值相等，故輸出交流電平均值仍為0。

三、收集信息2、三相交流調(diào)壓電路

三相交流調(diào)壓電路結(jié)構(gòu)與單相交流調(diào)壓電路類似，電路接入三相交流電源，每相互隔2π/3相位工作。

如圖所示，根據(jù)三相電路連接形式不同，常見(jiàn)分為以下四種：星形聯(lián)結(jié)、線路控制三角形聯(lián)結(jié)、支路控制三角形聯(lián)結(jié)、中點(diǎn)控制三角形聯(lián)結(jié)。三、收集信息

如圖所示為阻性負(fù)載星形聯(lián)結(jié)三相交流調(diào)壓電路結(jié)構(gòu)示意圖。

該電路主要元件由三相交流電源Van、Vbn、Vcn；六個(gè)反向并聯(lián)晶閘管S1、S2、S3、S4、S5、S6；負(fù)載R。

三相交流調(diào)壓電路任一相導(dǎo)通時(shí)必須和另一相構(gòu)成回路，把相電壓過(guò)零定為延遲角α的起點(diǎn)。與三相橋式整流電路類似，電流流通路徑有兩個(gè)晶閘管。下面以晶閘管導(dǎo)通延遲角α=30°時(shí)A相正半周電壓Van的波形控制為例，解析電路調(diào)壓原理。如圖b所示，電路工作過(guò)程分為以下六個(gè)階段：三、收集信息①在t0～t1區(qū)間。t0時(shí)刻，A相電壓Van過(guò)零點(diǎn)，晶閘管S1無(wú)觸發(fā)信號(hào)，S1處于關(guān)斷狀態(tài)，A相輸出電壓Vao=0。此時(shí)C相電壓Vcn處于正半波，B相電壓Vbn處于負(fù)半波，晶閘管S5和S6處于兩管導(dǎo)通狀態(tài)。②在t1～t2區(qū)間。t1時(shí)刻，A相電壓Van過(guò)零點(diǎn)延遲30°相位角，晶閘管S1觸發(fā)導(dǎo)通。此時(shí)S5和S6仍然導(dǎo)通，此時(shí)電路處于三管導(dǎo)通狀態(tài)。由于三相電路輸出均衡，此時(shí)A相輸出電壓Vao=Van，即A相負(fù)載電壓等于A相相電壓。③在t2～t3區(qū)間。t2時(shí)刻，C相電壓Vcn過(guò)零點(diǎn)，晶閘管S5處于關(guān)斷狀態(tài)，S1和S6仍然導(dǎo)通，電路處于兩管導(dǎo)通狀態(tài)。由于三相只有A、B兩相導(dǎo)通，則此時(shí)A相輸出電壓為A、B兩相線電壓的一半，即Vao=Vab/2。④在t3～t4區(qū)間。T3時(shí)刻，C相電壓Vcn過(guò)零點(diǎn)延遲30°相位角，晶閘管S2觸發(fā)導(dǎo)通。此時(shí)S1和S6仍然導(dǎo)通，此時(shí)電路處于三管導(dǎo)通狀態(tài)。由于三相電路輸出均衡，此時(shí)A相輸出電壓Vao=Van。⑤

在t4～t5區(qū)間。T4時(shí)刻，B相電壓Vbn過(guò)零點(diǎn)，晶閘管S6處于關(guān)斷狀態(tài)，S1和S2仍然導(dǎo)通，電路處于兩管導(dǎo)通狀態(tài)。由于三相只有A、B兩相導(dǎo)通，則此時(shí)A相輸出電壓為A、C兩相線電壓的一半，即Vao=Vac/2。⑥在t5～t6區(qū)間。T5時(shí)刻，B相電壓Vbn過(guò)零點(diǎn)延遲30°相位角，晶閘管S3觸發(fā)導(dǎo)通。此時(shí)S1和S2仍然導(dǎo)通，此時(shí)電路處于三管導(dǎo)通狀態(tài)。由于三相電路輸出均衡，此時(shí)A相輸出電壓Vao=Van。三、收集信息

通過(guò)以上的電路工作過(guò)程分析，結(jié)合圖c可知，A相負(fù)半周電壓波形輸出情況與A相正半周軸對(duì)稱，B相和C相輸出波形與A相相似。

相位控制的三相交流調(diào)壓電路，通過(guò)改變導(dǎo)通延遲角α的值，可以減小電路交流輸出電壓值，實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓的目的。下圖為導(dǎo)通延遲角α等于30°、60°、90°和120°時(shí)，電路A相輸出電壓Vao的波形。從圖中可知，隨著α值的增大，輸出電壓Vao越低。值得注意的是，當(dāng)α=90°時(shí)，電路開(kāi)始出現(xiàn)斷流的情況，α=150°時(shí)電路將不能工作。三、收集信息

AC-AC直接變頻電路只能把一種交流電的頻率往下調(diào)，而不能往上調(diào)，這是由AC-AC調(diào)頻電路的原理所決定的。這種直接變頻電路并不能滿足電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能要求，因此在電動(dòng)汽車電機(jī)控制器中，普遍采用了交-直-交型的間接變頻器，以滿足驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率輸出的控制。AC-AC變頻電路根據(jù)工作原理不同分為：采用傳統(tǒng)相位控制的周波變換器和采用斬波控制的矩陣變換器。下面主要以周波變換器為例進(jìn)行介紹。

三、交流調(diào)頻電路三、收集信息1、單相AC-AC變換電路（1）電路結(jié)構(gòu)及工作原理

如下圖a所示為相位控制的調(diào)頻電路結(jié)構(gòu)示意圖。電路輸入三相交流電源，由三相半波相控整流電路，共兩組且反向并聯(lián)構(gòu)成。

一組半波整流器為正組P，另一組半波整流器為反組N，Load為負(fù)載。其中，正組P與反組N內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致，如下圖b所示。三、收集信息

當(dāng)正組P工作時(shí)，反組N被封鎖，負(fù)載電流為正。當(dāng)反組N工作時(shí)，正組P被封鎖，負(fù)載電流為負(fù)。讓兩組半波整流器按一定的頻率（低于三相電源頻率）交替工作，即可在負(fù)載兩端得到該頻率的交變輸出電壓。由于正組P與反組N采用相控整流電路，根據(jù)觸發(fā)延遲角α的不同，輸出波形可以是方波或正弦波。①方波型：若正、反組工作期間觸發(fā)延遲角α不變，則輸出電壓波形為方波。頻率的調(diào)節(jié)只需要保證三相電源同時(shí)改變相同的觸發(fā)延遲角α，就可以得到降低頻率的脈沖方波。這種控制方式簡(jiǎn)單，但方波中諧波成分比較大，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作很不利。電路具有電流單相導(dǎo)通的特點(diǎn)，負(fù)載電流為正時(shí)，正組工作，負(fù)載電流為負(fù)時(shí)，則反組工作。②正弦波型：若正、反組工作期間觸發(fā)延遲角α不是固定不變的，而是按照一定的規(guī)律變化，比如按照正弦規(guī)律改變?chǔ)两牵瑒t可在負(fù)載兩端得到符合正弦變化規(guī)律的交變輸出電壓。正弦波的諧波成分小，電路同樣符合電流單相導(dǎo)通的特點(diǎn)。三、收集信息

如下圖所示為三相半波整流電路（正半周）輸出波形示意圖。通過(guò)改變?nèi)嘟涣麟娒肯嗟挠|發(fā)延遲角α值，就可以改變輸出電壓的幅值。在正組P工作的半個(gè)波形周期內(nèi)，如果控制α的角度符合正弦變化的規(guī)律，從α=90°（輸出電壓為0）開(kāi)始，逐漸減小為α=0°（輸出電壓最大），再逐漸增大為α=90°。負(fù)載上的輸出電壓經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的濾波后，就得到了一個(gè)正弦交流電壓的正半周波形。從下圖中我們可以得知，輸出電壓并不平滑，是由每個(gè)周期內(nèi)A、B、C三相交流電的拼接組合而成的正弦波形，在正組工作期間其輸出平均值為交流正弦電壓。一個(gè)正半周的正弦波形需要由若干個(gè)周期內(nèi)的三相交流電波形構(gòu)成。因此，其輸出頻率的調(diào)節(jié)只能下調(diào)而不能升高。反組N的工作情況與正組P相似，當(dāng)反組N工作時(shí)，產(chǎn)生負(fù)半波的電壓輸出波形。以上分析可知，采用相控方式的AC-AC變頻電路不僅可以調(diào)頻，還可以調(diào)壓。三、收集信息1、單相AC-AC變換電路（2）電路工作過(guò)程分析周波變換器的負(fù)載可以是阻性負(fù)載、阻感性負(fù)載或阻容性負(fù)載以及電動(dòng)機(jī)負(fù)載。以下用阻感性負(fù)載來(lái)分析周波變換器電路的整流和逆變工作狀態(tài)。

如左圖a所示為經(jīng)過(guò)理想化處理后的周波變換電路，忽略相電壓的脈動(dòng)，等效為正弦交流電源與二級(jí)管的串聯(lián)電路。電路帶阻感性負(fù)載，故負(fù)載電流滯后于電壓的角度為φ。

如左圖b所示為電路在無(wú)環(huán)流模式下工作輸出的電壓及電流波形，電流的方向決定了正反組開(kāi)始工作的時(shí)刻。其主要工作狀態(tài)分以下兩個(gè)階段：三、收集信息①在t0～t2區(qū)間，負(fù)載電流為正半波，正組工作，反組封鎖。在t0～t1區(qū)間，輸出電壓和輸出電流為正，正組處于整流工作狀態(tài)，輸出功率為正；在t1～t2區(qū)間，輸出電壓為負(fù)，輸出電流為正，正組處于逆變工作狀態(tài)，輸出功率為負(fù)。②在t2～t4區(qū)間，負(fù)載電流為負(fù)半波，反組工作，正組封鎖。在t2～t3區(qū)間，輸出電壓和輸出電流為負(fù)，反組處于整流工作狀態(tài)，輸出功率為正；在t3～t4區(qū)間，輸出電壓為正，輸出電流為負(fù)正，反組處于逆變工作狀態(tài)，輸出功率為負(fù)。

從以上階段可以得出，正反組工作時(shí)刻是由電流過(guò)零點(diǎn)換向時(shí)刻決定的，而電壓和電流同向是整流階段，反向是逆變階段。三、收集信息以上是基于一個(gè)理想化模型進(jìn)行的分析，在實(shí)際電路應(yīng)用中，還要考慮實(shí)現(xiàn)無(wú)環(huán)流工作模式下的死區(qū)時(shí)間間隔。如下圖所示為周波變換電路一個(gè)周期內(nèi)輸出電壓及電流波形示意圖，由于電路是阻感性負(fù)載，則電流相當(dāng)于進(jìn)行了一階濾波。電路具體工作過(guò)程可分為以下六個(gè)階段：三、收集信息①區(qū)間1：電流為負(fù)，電壓為正，此時(shí)反組整流器工作，正組封鎖，反組處于逆變狀態(tài)。②區(qū)間2：電流在0附近波動(dòng)，正組和反組均不工作，此階段為無(wú)環(huán)流死區(qū)。③區(qū)間3：電流為正，電壓為正，此時(shí)正組整流器工作，反組封鎖，正組處于整流狀態(tài)。④區(qū)間4：電流為正，電壓為負(fù)，此時(shí)正組整流器工作，反組封鎖，正組處于逆變狀態(tài)。⑤區(qū)間5：電流在0附近波動(dòng)，正組和反組均不工作，此階段為無(wú)環(huán)流死區(qū)。⑥區(qū)間6：電流為負(fù)，電壓為負(fù)，此時(shí)反組整流器工作，正組封鎖，反組處于整流狀態(tài)。三、收集信息2、三相AC-AC變換電路

在實(shí)際使用的交流調(diào)速系統(tǒng)中，特別是低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩輸出的設(shè)備中運(yùn)用較多的是三相AC-AC變換電路。三相AC-AC變換電路由三組互隔120°的單相AC-AC變換電路組成。主要應(yīng)用的形式有兩種：

（1）輸出無(wú)中性點(diǎn)的半波變換器

如下圖a所示，電路各相由正組和反組半波整流器并聯(lián)而成，進(jìn)線端采用公共的三相交流電源，交流電動(dòng)機(jī)的三個(gè)繞組分開(kāi)無(wú)中性點(diǎn)。這種形式也成為三脈沖或18晶閘管周波變換器。

（2）輸出有中性點(diǎn)的全波變換器

如下圖b所示，電路各相由正組和反組全波整流器并聯(lián)而成，進(jìn)線端采用公共的三相交流電源，交流電動(dòng)機(jī)的三個(gè)繞組星形聯(lián)結(jié)。這種形式也成為六脈沖或36晶閘管周波變換器。三、收集信息四、制定方案本次實(shí)訓(xùn)任務(wù)主要是完成變壓器基本電路實(shí)驗(yàn)板制作。分組查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)變壓器電磁感應(yīng)原理基本知識(shí)，制訂變壓器實(shí)驗(yàn)電路的任務(wù)方案。五、任務(wù)實(shí)施（1）12V變壓器性能檢測(cè)。實(shí)物圖外觀檢察搭鐵檢測(cè)短路檢測(cè)斷路檢測(cè)電阻值初線圈L1

次線圈L2

五、任務(wù)實(shí)施（2）變壓器電路實(shí)驗(yàn)五、任務(wù)實(shí)施（2）變壓器電路實(shí)驗(yàn)

變壓器參數(shù)RK輸出端波形圖低壓6V

低壓12V

低壓24V

六、任務(wù)總結(jié)1.掌握AC-AC變換電路的作用及在汽車上的應(yīng)用;2.掌握AC-AC變換電路的結(jié)構(gòu)組成及工作原理;3.掌握AC-AC變換電路的實(shí)驗(yàn)板制作。謝謝??！認(rèn)知AC-DC變換電路教學(xué)目標(biāo)1.掌握AC-DC變換電路的作用及在汽車上的應(yīng)用;2.掌握AC-DC變換電路的結(jié)構(gòu)組成及工作原理;3.掌握AC-DC變換電路的實(shí)驗(yàn)板制作。重點(diǎn)：AC-DC變換電路的工作原理。難點(diǎn)：AC-DC變換電路實(shí)驗(yàn)板制作。一任務(wù)描述二任務(wù)分析三信息收集四制定方案五任務(wù)實(shí)施六總結(jié)評(píng)價(jià)教學(xué)流程一、任務(wù)描述

新能源汽車動(dòng)力電池包儲(chǔ)存的是直流電，所以車載充電系統(tǒng)給新能源汽車充電時(shí)需要將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。那么這個(gè)轉(zhuǎn)換是如何來(lái)實(shí)現(xiàn)的呢？下面一起來(lái)了解一下吧！二、任務(wù)分析1.交流電如何整流？2.AD-DC整流電路種類有哪些？

AC-DC變換電路是實(shí)現(xiàn)交流電和直流電轉(zhuǎn)換的電力電子裝置，也叫整流電路。在裝配有車載充電設(shè)備的新能源汽車中，車載充電機(jī)將電網(wǎng)的單相或三相交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姽┙o動(dòng)力電池包。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)入能量反饋階段，電機(jī)控制器也需要將三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電，為動(dòng)力電池包饋能充電。

整流電路分為不可控整流和可控整流兩種。一、AC-DC變換電路概述三、收集信息

1、單相半波整流電路

單相半波整流電路是實(shí)現(xiàn)整流的最基本的電路形式。它是利用二級(jí)管的單向?qū)ㄐ?，將單相的交流電轉(zhuǎn)化為脈動(dòng)直流電，使得從變壓器出來(lái)的電壓只有半個(gè)周期能到達(dá)負(fù)載。以下為單相半波整流電路的工作原理示意圖及其輸出波形。該電路由交流電源U；整流二極管VD；負(fù)載RL組成。二、不可控型整流電路三、收集信息如圖A，電路工作分為以下兩個(gè)階段：①在交流電源U的正半周，二極管VD導(dǎo)通，電流i0通過(guò)二極管VD流向負(fù)載RL。②在交流電源U的負(fù)半周，二極管VD反向截止，電流無(wú)法通過(guò)負(fù)載RL。以上電路工作產(chǎn)生的整流波形如B圖所示，因?yàn)樵撜麟娐分挥薪涣麟娬氩ㄍㄟ^(guò)負(fù)載，即只有半個(gè)周期的二級(jí)管導(dǎo)通，輸出單方向的脈動(dòng)直流電。所以稱之為單相半波整流電路。三、收集信息2、單相全波整流電路如下圖所示為單相全波整流電路結(jié)構(gòu)及工作原理圖。電路由交流輸入電源U1；整流二極管VD1、VD2、VD3、VD4；負(fù)載RL組成。三、收集信息電路工作包含以下兩個(gè)階段：①在交流電源U1的正半周，二極管VD2和VD4導(dǎo)通，VD1和VD3截止，電流從負(fù)載RL上正向通過(guò)。②在交流電源U1的負(fù)半周，二極管VD1和VD3導(dǎo)通，VD2和VD4截止，電流從負(fù)載RL上正向通過(guò)。以上兩個(gè)階段中，交流電源的正負(fù)半波都通過(guò)二級(jí)管流向負(fù)載，且都是正向通過(guò)，其輸入及輸出波形如圖所示。在輸入電源的一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)有兩個(gè)半波信號(hào)的輸出，整流輸出效率比半波整流提高一倍，故此電路稱為單相全波整流電路。三、收集信息3、三相全波整流電路

對(duì)于輸入電源為三相交流電的二極管整流電路，廣泛采用三相全波整流電路。電動(dòng)汽車的進(jìn)行制動(dòng)能量回收時(shí)，也采用類似電路。其基本電路結(jié)構(gòu)及工作原理如下圖A所示，電路由輸入的三相交流電源U；整流二極管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6；負(fù)載R組成。圖B為負(fù)載R的輸出電壓波形示意圖。三、收集信息

六個(gè)整流二極管中，VD1、VD3、VD5陰極相連，VD2、VD4、VD6陽(yáng)極相連，共同構(gòu)成橋式整流電路。該電路在工作時(shí)，遵循以下導(dǎo)通規(guī)律：共陽(yáng)極的三個(gè)二極管中，陰極電壓最低者導(dǎo)通。共陰極的三個(gè)二級(jí)管中，陽(yáng)極電壓最高者導(dǎo)通。其工作情況可分為以下六個(gè)階段：①在如圖B所示的波形Ⅰ階段，Ua電壓最高，Ub電壓最低。則此時(shí)VD1和VD6導(dǎo)通，Ud=Uab=Ua-Ub。②在波形Ⅱ階段，Ua電壓最高，Uc電壓最低。此時(shí)VD1和VD2導(dǎo)通，Ud=Uac=Ua-Uc。③在波形Ⅲ階段，Ub電壓最高，Uc電壓最低。此時(shí)VD2和VD3導(dǎo)通，Ud=Ubc=Ub-Uc。④在波形Ⅳ階段，Ub電壓最高，Ua電壓最低。此時(shí)VD3和VD4導(dǎo)通，Ud=Uba=Ub-Ua。⑤在波形Ⅴ階段，Uc電壓最高，Ua電壓最低。此時(shí)VD4和VD5導(dǎo)通，Ud=Uca=Uc-Ua。⑥在波形Ⅵ階段，Uc電壓最高，Ub電壓最低。此時(shí)VD5和VD6導(dǎo)通，Ud=Ucb=Uc-Ub。以上六個(gè)階段是一個(gè)周期的三相交流電共同完成轉(zhuǎn)換為具有六個(gè)脈沖波形的直流電的過(guò)程。整流輸出的電壓Ud等于各個(gè)不同時(shí)刻相電壓的疊加。顯然，三相全波整流電路輸出電壓Ud的波形與單相全波整流電路相比更平滑，脈動(dòng)幅值較小，后期濾波更為簡(jiǎn)單。三、收集信息三、收集信息

可控型整流電路分為由晶閘管構(gòu)成的半控型整流電路和以IGBT構(gòu)成的全控型整流電路。而采用SPWM控制技術(shù)的全控型整流電路相比傳統(tǒng)的整流電路，有以下優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)控制全控型開(kāi)關(guān)元件的PWM占空比，可以消除交流輸入側(cè)電流畸變，使其更接近正弦波形，且相位與輸入電壓同相；整流后直流側(cè)輸出電壓波紋較?。涣硗?，功率因數(shù)得到提高，接近1。PWM整流電路可分為電壓源型和電流源型兩種。下面主要以單相及三相電壓源型PWM整流電路為例作電路原理闡述。。

三、可控型整流電路三、收集信息1、單相電壓源型PWM整流電路如下圖所示為單相PWM整流電路結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程示意圖。電路由單相交流電源AC；儲(chǔ)能電感L；電源電阻RS；全控型功率開(kāi)關(guān)元件VT1、VT2、VT3、VT4；四個(gè)反向并聯(lián)的整流二極管VD1、VD2、VD3、VD4；電容C；負(fù)載RL組成。PWM整流電路不是單一功能的AC-DC轉(zhuǎn)換電路，它能夠?qū)崿F(xiàn)升壓、整流和逆變?nèi)N工作模式。三種工作模式一共有八種不同的開(kāi)關(guān)組合方式，電路工作過(guò)程可分為以下八個(gè)階段：三、收集信息①當(dāng)單相交流電源處于正半周時(shí)，VT2和VD4導(dǎo)通。此時(shí)電路構(gòu)成兩個(gè)回路：一是交流電源AC，電感L，VT2，VD4，交流電源給電感儲(chǔ)能充電；二是電容C，負(fù)載RL，電容向負(fù)載放電。②當(dāng)單相交流電源處于正半周時(shí)，VT3和VD1導(dǎo)通。此時(shí)電路構(gòu)成兩個(gè)回路：一是交流電源AC，電感L，VD1，VT3，交流電源給電感儲(chǔ)能充電；二是電容C，負(fù)載RL，電容向負(fù)載放電。③當(dāng)單相交流電源處于正半周時(shí)，VD1和VD4導(dǎo)通。此時(shí)電路構(gòu)成一個(gè)回路：交流電源AC，電感L，VD1，電容C和負(fù)載RL，VD4。由于電感L磁通變化，感應(yīng)電壓與電源電壓疊加作用于電容C與負(fù)載L，實(shí)現(xiàn)升壓整流的過(guò)程。④當(dāng)單相交流電源處于正半周時(shí)，VT1和VT4導(dǎo)通。此時(shí)電路構(gòu)成兩個(gè)回路：一是電容C，負(fù)載RL，電容向負(fù)載放電；二是電容C，VT1，電感L，交流電源AC，VT4，電容C向交流電源反饋電流，這是一個(gè)DC-AC的逆變過(guò)程。三、收集信息⑤當(dāng)單相交流電源處于負(fù)半周時(shí)，VT4和VD2導(dǎo)通。此時(shí)電路構(gòu)成兩個(gè)回路：一是交流電源AC，電感L，VT4，VD2，交流電源給電感儲(chǔ)能充電；二是電容C，負(fù)載RL，電容向負(fù)載放電。⑥當(dāng)單相交流電源處于負(fù)半周時(shí)，VT1和VD3導(dǎo)通。此時(shí)電路構(gòu)成兩個(gè)回路：一是交流電源AC，電感L，VD3，VT1，交流電源給電感儲(chǔ)能充電；二是電容C，負(fù)載RL，電容向負(fù)載放電。⑦當(dāng)單相交流電源處于負(fù)半周時(shí)，VD2和VD3導(dǎo)通。此時(shí)電路構(gòu)成一個(gè)回路：交流電源AC，VD3，電容C和負(fù)載RL，VD2，電感L。由于電感L磁通變化，感應(yīng)電壓與電源電壓疊加作用于電容C與負(fù)載L，實(shí)現(xiàn)升壓整流的過(guò)程。⑧當(dāng)單相交流電源處于負(fù)半周時(shí)，VT2和VT3導(dǎo)通。此時(shí)電路構(gòu)成兩個(gè)回路：一是電容C，負(fù)載RL，電容向負(fù)載放電；二是電容C，VT3，交流電源AC，電感L，VT2，電容C向交流電源反饋電流，這是一個(gè)DC-AC的逆變過(guò)程。以上八個(gè)工作過(guò)程，通過(guò)全控型開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通順序和PWM占空比，不僅可以實(shí)現(xiàn)整流輸出電壓的升壓調(diào)節(jié)，也可以實(shí)現(xiàn)電源的逆變。三、收集信息

2、三相電壓源型PWM整流電路

如下圖所示為三相電壓源型PWM整流電路結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖。電路由三相交流電源Ua、Ub、Uc；電源電阻R；儲(chǔ)能電感L；六個(gè)全控型功率開(kāi)關(guān)元件VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6；六個(gè)反向并聯(lián)的整流二極管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6；電容C；負(fù)載RL組成。三相電壓源型PWM整流電路工作原理和單相電壓源型PWM整流電路基本一致。通過(guò)全控型開(kāi)關(guān)元件的PWM占空比控制，在交流側(cè)得到符合正弦規(guī)律變化的PWM電壓，可以作為一個(gè)可控的正弦三相電壓源?？刂普麟娐份敵龅娜嘟涣麟妷旱臅r(shí)間間隔和相位，就可以得到對(duì)應(yīng)大小和相位的輸入電流。三、收集信息四、制定方案

本次實(shí)訓(xùn)任務(wù)主要是完成半波整流、全波整流和橋式整流基本電路實(shí)驗(yàn)板制作。分組查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)整流濾波電路的基本知識(shí)，分析整流濾波電路工作原理，制作三種整流濾波電路并制訂其任務(wù)方案。五、任務(wù)實(shí)施（1）半波整流電路制作①根據(jù)電路原理圖，制作的電路實(shí)驗(yàn)板需滿足以下功能要求：電路輸出端有半波信號(hào)輸出。②利用示波器，讀取負(fù)載RL兩端輸出波形并分析。五、任務(wù)實(shí)施（2）全波整流電路制作①根據(jù)電路原理圖，制作的電路實(shí)驗(yàn)板需滿足以下功能要求：電路輸出端有全波信號(hào)輸出。②利用示波器，讀取負(fù)載RL兩端輸出波形并分析。五、任務(wù)實(shí)施（3）橋式整流濾波電路制作①根據(jù)電路原理圖，制作的電路實(shí)驗(yàn)板需滿足以下功能要求：無(wú)濾波時(shí)輸出端有振蕩直流信號(hào)，有電容濾波時(shí)會(huì)隨濾波效果逐步變換成恒定直流信號(hào)輸出。②利用示波器，讀取負(fù)載RL濾波前及濾波后輸出波形并分析。六、任務(wù)總結(jié)1.掌握AC-DC變換電路的作用及在汽車上的應(yīng)用;2.掌握AC-DC變換電路的結(jié)構(gòu)組成及工作原理;3.掌握AC-DC變換電路的實(shí)驗(yàn)板制作。謝謝?。≌J(rèn)知DC-DC變換電路教學(xué)目標(biāo)1.掌握DC-DC變換電路的作用及在汽車上的應(yīng)用;2.掌握DC-DC變換電路的結(jié)構(gòu)組成及工作原理;3.掌握升壓、降壓、隔離型DC-DC變換電路的實(shí)驗(yàn)板制作。重點(diǎn)：DC-DC變換電路的工作原理。難點(diǎn)：DC-DC變換電路實(shí)驗(yàn)板制作。一任務(wù)描述二任務(wù)分析三信息收集四制定方案五任務(wù)實(shí)施六總結(jié)評(píng)價(jià)教學(xué)流程一、任務(wù)描述

某新能源汽車4S店工作的小王參加公司組織的季度技術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)師希望小王能敘述電動(dòng)汽車低壓配電系統(tǒng)充電的工作原理。如果你是小王，你該如何回答這個(gè)問(wèn)題呢？二、任務(wù)分析1.DC-DC的作用？2.DC-DC種類有哪些？一、DC-DC變換電路概述三、收集信息

DC-DC變換電路是依靠功率電子器件實(shí)現(xiàn)直流電源之間升、降壓轉(zhuǎn)換功能的功率電子電路。從電路結(jié)構(gòu)形式上可將其分為兩類：一種是電路中加入變壓器，間接實(shí)現(xiàn)直流電壓轉(zhuǎn)換功能的隔離型DC-DC，另一種為電路中無(wú)變壓器介入的非隔離型DC-DC。

在新能源汽車中沒(méi)有傳統(tǒng)汽車的發(fā)電機(jī)，DC-DC轉(zhuǎn)換器將高壓電池包的高壓轉(zhuǎn)變成13.8V的低壓，為12V低壓蓄電池以及車載用電設(shè)備供電。在新能源汽車帶升、降壓轉(zhuǎn)換功能的逆變器總成中，DC-DC轉(zhuǎn)換電路既可以將高壓電池包電壓升高到目標(biāo)電壓供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用，又可以將驅(qū)動(dòng)電機(jī)能量反饋電壓降低至電池包合適的充電電壓大小，給高壓電池包充電。DC-DC變換電路特點(diǎn)：1.實(shí)現(xiàn)直-直升、降壓轉(zhuǎn)換功能；2.根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)輸出電壓的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；3.隔離型DC-DC有利于電路的安全性提升；三、收集信息

1.DC-DC降壓電路結(jié)構(gòu)及工作原理

如下圖所示為DC-DC降壓變換電路結(jié)構(gòu)，電路包含基礎(chǔ)元件有直流電源UI；全控型開(kāi)關(guān)元件S；電感L；濾波電容C；續(xù)流二極管VD；負(fù)載RL；PWM驅(qū)動(dòng)電路。二、非隔離型DC-DC變換電路三、收集信息

全控型功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)狀態(tài)根據(jù)由PWM占空比驅(qū)動(dòng)電路控制，電路工作分為以下兩個(gè)階段：

①當(dāng)開(kāi)關(guān)S處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，直流電源UI通過(guò)電感L、負(fù)載RL形成供電回路，此時(shí)續(xù)流二級(jí)管VD處于反向截止?fàn)顟B(tài)。電感L儲(chǔ)存磁能，電流逐漸增大，負(fù)載RL的電壓逐漸升高。此時(shí)，II=IL。

②當(dāng)開(kāi)關(guān)S處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，直流電源UI停止向負(fù)載RL供電，此時(shí)續(xù)流二極管VD處于正向?qū)顟B(tài)。電感L儲(chǔ)存的磁能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)續(xù)流二級(jí)管VD繼續(xù)向負(fù)載RL供電。隨后電感L的磁能減弱，輸出電流也隨之減小，負(fù)載RL上的電壓下降。此時(shí)，IL=ID。

以上兩個(gè)工作階段中負(fù)載RL兩端的輸出電壓大小，是根據(jù)PWM驅(qū)動(dòng)電路占空比信號(hào)控制全控型功率開(kāi)關(guān)元件S（如IGBT）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)控制開(kāi)關(guān)S的占空比，可以實(shí)現(xiàn)電感電流持續(xù)導(dǎo)通（CCM）和間隔導(dǎo)通（DCM）兩種控制模式。即在某個(gè)PWM占空比信號(hào)周期內(nèi)，可以調(diào)節(jié)輸入電壓，得到降壓后穩(wěn)定的輸出電壓。三、收集信息

2.DC-DC升壓電路結(jié)構(gòu)及工作原理

如下圖所示為DC-DC升壓變換電路結(jié)構(gòu)，電路包含基礎(chǔ)元件有直流電源UI；全控型開(kāi)關(guān)元件S；電感L；濾波電容C；續(xù)流二極管VD；負(fù)載RL；PWM驅(qū)動(dòng)電路。三、收集信息全控型功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)狀態(tài)根據(jù)由PWM占空比驅(qū)動(dòng)電路控制，電路工作分為以下兩個(gè)階段：①當(dāng)開(kāi)關(guān)S處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，直流電源UI通過(guò)電感L形成回路，此時(shí)電感L上的電流逐漸增大，電能轉(zhuǎn)化為磁能儲(chǔ)存。②當(dāng)開(kāi)關(guān)S處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，直流電源UI和電感L通過(guò)續(xù)流二極管VD同時(shí)向負(fù)載RL供電。此時(shí)由于電感電流持續(xù)減小，磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生一個(gè)阻礙電流減小的電動(dòng)勢(shì)。該電動(dòng)勢(shì)與直流電源疊加，使得負(fù)載RL兩端電壓得到提升，達(dá)到升壓目的。與降壓的控制一樣，升壓過(guò)程仍然是通過(guò)控制全控型功率開(kāi)關(guān)元件S的PWM占空比，同樣可以實(shí)現(xiàn)電感電流持續(xù)導(dǎo)通（CCM）和間隔導(dǎo)通（DCM）兩種控制模式，以此達(dá)到升壓后某個(gè)穩(wěn)定的目標(biāo)輸出電壓大小。當(dāng)S開(kāi)關(guān)截止后，電感電流持續(xù)為電容C充電和負(fù)載RL供電。當(dāng)S開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，電感相當(dāng)于短路充電，此時(shí)電容C向負(fù)載RL供電。三、收集信息

3.豐田卡羅拉雙擎升壓轉(zhuǎn)換器控制

豐田卡羅拉雙擎采用DC201.6V動(dòng)力電池，混合動(dòng)力系統(tǒng)工作電壓DC600V。增壓轉(zhuǎn)換器將HV蓄電池輸出的公稱電壓直流201.6V升至最高電壓直流600V。增壓轉(zhuǎn)換器由帶一對(duì)內(nèi)置絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的增壓智能電源模塊(IPM)以及起感應(yīng)器作用的電抗器組成。轉(zhuǎn)換器通過(guò)使用這些零部件升高電壓。當(dāng)MG1或MG2作為發(fā)電機(jī)工作時(shí)，逆變器將交流（最高電壓600V）轉(zhuǎn)換為直流，然后增壓轉(zhuǎn)換器將電壓降至公稱電壓直流201.6V，從而為HV蓄電池充電。三、收集信息

DC-DC升壓步驟步驟一：IGBT2接通使HV蓄電池電壓（直流201.6V的公稱電壓）為電抗器充電，從而使電抗器存儲(chǔ)了電能。三、收集信息

DC-DC升壓步驟步驟二：IGBT2斷開(kāi)使電抗器產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)（電流持續(xù)從電抗器流出）。該電動(dòng)勢(shì)使電壓升至最高電壓直流600V。在電抗器產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的作用下，電抗器中流出的電流以增壓后的電壓流入逆變器和電容器。三、收集信息

DC-DC升壓步驟步驟三：IGBT2再次接通，使HV蓄電池的電壓為電抗器充電。與此同時(shí)，通過(guò)釋放電容器中存儲(chǔ)的電能（最高電壓為直流600V），繼續(xù)向逆變器提供電能。三、收集信息

DC-DC降壓步驟

MG1或MG2產(chǎn)生的用于為HV蓄電池充電的交流被逆變器轉(zhuǎn)換為直流（最高電壓為直流600V）。然后，使用增壓轉(zhuǎn)換器將電壓逐步降至約直流201.6V。這個(gè)操作是利用占空比控制使IGBT1在ON和OFF之間切換，間歇性地中斷逆變器對(duì)電抗器的供電完成的。三、收集信息

隔離型DC-DC既可以實(shí)現(xiàn)直流電源輸入及輸出端的電氣隔離，又可以完成電壓的調(diào)節(jié)，提高電氣設(shè)備安全性能。它通過(guò)一個(gè)固定匝數(shù)的原邊線圈及改變副邊匝數(shù)的方式，完成升、降壓的功能。

根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路控制方式和電路原邊線圈磁通量變化對(duì)副邊線圈的輸出影響不同，可以分為單端正激式變換器、單端反激式變換器、推挽式變換器、半橋式變換器和全橋式變換器（也稱H橋式變換器）。

下面以正激式變換器、反激式變換器和全橋式變換器的工作過(guò)程為例進(jìn)行介紹。

三、隔離型DC-DC變換電路三、收集信息

1.單端正激式變換器結(jié)構(gòu)及工作原理

下圖為單端正激式變換電路基本結(jié)構(gòu)，電路包含基礎(chǔ)元件有直流電源UI；全控型功率開(kāi)關(guān)S；變壓器T；續(xù)流二極管VD1、VD2；電感L；濾波電容C；負(fù)載R。三、收集信息全控型功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)狀態(tài)根據(jù)由PWM占空比驅(qū)動(dòng)電路控制，電路工作分為以下兩個(gè)階段：①當(dāng)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通時(shí)，電流流過(guò)變壓器T的一次繞組，磁通量增加，二次繞組在一次繞組磁通變化作用下，正向感應(yīng)電壓使得二極管VD1正向?qū)?，二極管VD2截止。此時(shí)電流經(jīng)過(guò)電感L給負(fù)載R供電。②當(dāng)開(kāi)關(guān)S截止時(shí)，變壓器T感應(yīng)電壓反向。此時(shí)二極管VD1截止，二極管VD2導(dǎo)通，電感L通過(guò)二極管VD2繼續(xù)給負(fù)載R供電。

通過(guò)控制全控型功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)S的PWM占空比輸出，可以調(diào)節(jié)變壓器一次繞組電壓大小，通過(guò)改變二次繞組的匝數(shù)，得到不同的電壓等級(jí)。這種通過(guò)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的方式實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的電路稱為正激式變換器。三、收集信息

2.單端反激式變換器結(jié)構(gòu)及工作原理

下圖為單端反激式變換電路基本結(jié)構(gòu)，電路包含基礎(chǔ)元件有直流電源UI；全控型功率開(kāi)關(guān)S、變壓器T；續(xù)流二極管VD；電感L；濾波電容C；負(fù)載R。三、收集信息

全控型功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)狀態(tài)根據(jù)由PWM占空比驅(qū)動(dòng)電路控制，電路工作分為以下兩個(gè)階段：

①當(dāng)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通時(shí)，電流流過(guò)變壓器T的一次繞組，磁通量增加，二次繞組在一次繞組磁通變化作用下，反向感應(yīng)電壓使得二極管VD反向截止，電流無(wú)法通過(guò)負(fù)載R。

②當(dāng)開(kāi)關(guān)S截止時(shí)，變壓器T一次繞組發(fā)出反向電壓，二次繞組感應(yīng)電壓使得二極管VD導(dǎo)通，向負(fù)載R供電。

這種通過(guò)開(kāi)關(guān)截止的方式實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的電路稱為反激式變換器，變壓器T二次繞組受磁通量影響所感應(yīng)的電壓方向與正激式變換器相反。三、收集信息

3.全橋式變換器（H橋式變換器）結(jié)構(gòu)及工作原理

下圖為全橋式變換電路基本結(jié)構(gòu)，電路包含基礎(chǔ)元件有直流電源UI；全控型功率開(kāi)關(guān)S1、S2、S3、S4；變壓器T；續(xù)流二極管VD1、VD2；電感L；濾波電容C；負(fù)載R。三、收集信息

全控型功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)狀態(tài)根據(jù)由PWM占空比驅(qū)動(dòng)電路控制，電路工作分為以下三個(gè)階段：

①當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S4導(dǎo)通、S2和S3截止時(shí)，電流流過(guò)變壓器T的一次繞組，磁通量增加，二次繞組在一次繞組磁通變化作用下，正向感應(yīng)電壓使得二極管VD1導(dǎo)通，二極管VD2截止。此時(shí)電流經(jīng)過(guò)電感L給負(fù)載R供電。

②當(dāng)開(kāi)關(guān)S2和S3導(dǎo)通、S1和S4截止時(shí)，變壓器T感應(yīng)出反向電壓。此時(shí)二極管VD1截止，二極管VD2導(dǎo)通，電流經(jīng)過(guò)電感L、二極管VD2繼續(xù)給負(fù)載R供電。

③當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3、S4截止時(shí)，電感L通過(guò)二極管VD1和VD2同時(shí)向負(fù)載R續(xù)流供電。

該變換器通過(guò)對(duì)角的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件同時(shí)觸發(fā)，另一對(duì)角開(kāi)關(guān)同時(shí)截止，實(shí)現(xiàn)流過(guò)變壓器一次繞組的電流方向改變。這種電路工作方式的變換器稱為雙端全橋式變換器。三、收集信息

4.吉利帝豪EV450DC-DC工作原理

帝豪EV450DC-DC集成在驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器（PEU）下部，用于將動(dòng)力電池輸出的公稱電壓364V降至輔助蓄電池及輔助電器設(shè)備公稱電壓12V。EV450PEU結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖三、收集信息

由于車輛有兩種的電壓（高、低壓），為確保設(shè)備安全及人身安全，降壓型DC-DC均采用隔離型DC-DC，利用變壓器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換有助于提高電氣設(shè)備安全性能。

隔離型DC-DC先將高壓直流電轉(zhuǎn)換為交流電，再經(jīng)變壓器降壓AC12V左右，最后經(jīng)過(guò)整流電路轉(zhuǎn)換為公稱12V的直流電。EV450DC-DC模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)三、收集信息三、收集信息四、制定方案

本次實(shí)訓(xùn)任務(wù)主要是完成隔離型與非隔離型DC-DC基本電路實(shí)驗(yàn)板制作。分組查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)直流變換器的基本知識(shí)，分析DC-DC變換器電路工作原理，制訂電路制作任務(wù)方案。五、任務(wù)實(shí)施（1）升壓型DC-DC變換電路制作①根據(jù)電路原理圖，制作的電路實(shí)驗(yàn)板需滿足以下功能要求：當(dāng)開(kāi)關(guān)管V導(dǎo)通時(shí)，電流通過(guò)電感L時(shí)會(huì)在L中存儲(chǔ)能量，此時(shí)負(fù)載上的電壓由C2提供，當(dāng)開(kāi)關(guān)管V關(guān)斷時(shí)，電感L釋放能量，輸出電壓為輸入電壓Ud與L產(chǎn)生的電壓相加，故提高了輸入電壓。②利用示波器，讀取負(fù)載R輸出波形并分析。五、任務(wù)實(shí)施（2）降壓型DC-DC變換電路制作①根據(jù)電路原理圖，制作的電路實(shí)驗(yàn)板需滿足以下功能要求：當(dāng)V導(dǎo)通時(shí)，L與C2蓄能，向負(fù)載R輸電；當(dāng)V關(guān)斷時(shí)，C2向負(fù)載R輸電，L通過(guò)D向負(fù)載R輸電。②利用示波器，讀取負(fù)載R輸出波形并分析。五、任務(wù)實(shí)施（3）隔離型DC-DC變換電路制作①根據(jù)電路原理圖，制作的電路實(shí)驗(yàn)板需滿足以下功能要求：變壓器輸出的全橋直流變換電路，采用變壓器將輸入的電源與輸出方的負(fù)載隔離，并實(shí)現(xiàn)電壓的變比。在變壓器次級(jí)采用了橋式全波整流與LC濾波。②利用示波器，讀取變壓器輸入端、變壓器輸出端和負(fù)載R輸出波形并分析。六、任務(wù)總結(jié)1.掌握DC-DC變換電路的作用及在汽車上的應(yīng)用;2.掌握DC-DC變換電路的結(jié)構(gòu)組成及工作原理;3.掌握升壓、降壓、隔離型DC-DC變換電路的實(shí)驗(yàn)板制作。謝謝??！認(rèn)知DC-AC變換電路教學(xué)目標(biāo)1.掌握DC-AC變換電路的作用及在汽車上的應(yīng)用;2.掌握DC-AC變換電路的結(jié)構(gòu)組成及工作原理;3.掌握基本DC-AC變換電路的實(shí)驗(yàn)板制作。重點(diǎn)：DC-AC變換電路的工作原理。難點(diǎn)：DC-AC變換電路實(shí)驗(yàn)板制作。一任務(wù)描述二任務(wù)分析三信息收集四制定方案五任務(wù)實(shí)施六總結(jié)評(píng)價(jià)教學(xué)流程一、任務(wù)描述

純電動(dòng)汽車動(dòng)力源來(lái)自三相交流電機(jī)，能源儲(chǔ)存靠高壓直流電池，兩者之間電路可逆，那么直流源與交流用電器之間是如何來(lái)實(shí)現(xiàn)能量傳遞和轉(zhuǎn)換的呢？下面一起來(lái)了解一下吧！二、任務(wù)分析1.逆變電路的種類有哪些？2.DC-AC如何工作？

新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器必須將高壓電池包的直流電轉(zhuǎn)變成三相交流電供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用，其中DC-AC的過(guò)程就是逆變，此類電源轉(zhuǎn)換裝置稱為逆變器。根據(jù)輸入電源的類型不同，將逆變器分為電壓源型（VSI）和電流源型（CSI）兩類。車載電機(jī)控制器當(dāng)中的逆變模塊通常采用三相電壓源型逆變器，此類逆變器輸出功率較高，在新能源汽車上應(yīng)用廣泛。下面主要以電壓源型逆變器為例進(jìn)行介紹。一、DC-AC變換電路概述三、收集信息

1、全橋式單相電壓源型逆變電路結(jié)構(gòu)與工作原理

下圖所示為逆變器基本原理及其輸出波形示意圖，電路包含一個(gè)直流電源Ud；開(kāi)關(guān)元件S1、S2、S3、S4；感性負(fù)載L。

二、電壓源型逆變電路三、收集信息

該電路通過(guò)開(kāi)關(guān)器件換相原理將直流電轉(zhuǎn)換成交流電（方波）。從示意圖中可知，同一橋臂上的兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件不能同時(shí)導(dǎo)通，否則將引起電源短路。其基本電路工作過(guò)程分為以下兩個(gè)階段：

①當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S4導(dǎo)通，S2和S3截止時(shí)，電流正向流過(guò)負(fù)載電感L，此時(shí)加載在負(fù)載電感L上的電壓為UO。

②當(dāng)開(kāi)關(guān)S2和S3導(dǎo)通，S1和S4截止時(shí)，電流反向流過(guò)負(fù)載電感L，此時(shí)加載在負(fù)載電感L上的電壓為-UO。

該電路開(kāi)關(guān)S采用全控型功率開(kāi)關(guān)元件，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制開(kāi)關(guān)S的PWM占空比，可以實(shí)現(xiàn)波形相位和幅值的調(diào)制，此為常用的單相電壓源逆變器SPWM脈寬調(diào)制技術(shù)。三、收集信息

2、三相電壓源型逆變電路結(jié)構(gòu)與工作原理

盡管結(jié)構(gòu)不同，但所有三相AC感應(yīng)電機(jī)（ACIM）和三相永磁電機(jī)（BLDC、PMSM或PMAC）都是由PWM調(diào)制的三相橋（三個(gè)半橋）驅(qū)動(dòng)，以便采用頻率幅度可變的三相電壓和電流為電機(jī)供電。三、收集信息

下圖所示為車載三相電壓源型逆變電路基本原理示意圖，電路包含一個(gè)直流電源U；開(kāi)關(guān)元件VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6；整流二極管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6；三相交流電機(jī)星型負(fù)載。三相逆變電路基本原理圖三、收集信息

該逆變電路由三個(gè)橋臂組成，每個(gè)橋臂上兩個(gè)全控型功率開(kāi)關(guān)，每個(gè)開(kāi)關(guān)上并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管。該電路既可以實(shí)現(xiàn)直流電源轉(zhuǎn)換為三相交流電源，也可以具備能量反饋功能。如下圖所示，6個(gè)全控型功率開(kāi)關(guān)器件（IGBT）間隔60°依次導(dǎo)通，其基本電路工作過(guò)程可以分為以下六個(gè)階段：三、收集信息