《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛_23.ppt

1、第6章PWM軟開關(guān)電路,6.1概述6.2緩沖型PWM軟開關(guān)電路6.3控制型PWM軟開關(guān)電路6.4直流諧振型PWM軟開關(guān)電路,6.1概述,6.1.1高頻化與PWM技術(shù)6.1.2高頻工況下電路開關(guān)環(huán)境的比較6.1.3軟PWM開關(guān)電路的分類6.1.4PWM軟開關(guān)電路存在的問題,6.1.1高頻化與PWM技術(shù),1)研制開關(guān)速度更高，開關(guān)時(shí)間更短的功率器件，用降低單脈沖能耗來抑制高頻工況下開關(guān)損耗的上升。2)改善器件所在電路的開關(guān)環(huán)境，借以用現(xiàn)有的器件來實(shí)現(xiàn)高頻工況下的低開關(guān)損耗。,6.1.2高頻工況下電路開關(guān)環(huán)境的比較,1)高速開關(guān)所產(chǎn)生的電流和電壓過沖將有可能使器件運(yùn)行軌跡超越其SOA而危及器件安全。

2、2)器件開關(guān)損耗增加并使電路效率下降。3)過高的電壓和電流變化率將產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾(EMI)。,6.1.3軟PWM開關(guān)電路的分類,(1)緩沖型電路在電路中附加無源或有源低耗型緩沖電路，從而改變器件開關(guān)軌跡并實(shí)現(xiàn)ZVS/ZCS。(2)控制型電路主要依靠合理安排控制極脈沖的時(shí)序促使電路具有ZVS/ZCS環(huán)境。(3)直流諧振型電路附加鉗位電路將直流電壓改造成高頻脈沖列并使器件的開關(guān)狀態(tài)僅在直流電壓的零壓期進(jìn)行更迭，從而實(shí)現(xiàn)ZVS。,6.1.4PWM軟開關(guān)電路存在的問題,1.可靠性 為實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，目前的普遍做法是在電路中附加無源或有源電路，而這些電路無論從結(jié)構(gòu)和原理都與SCR電路中的輔助換流電路十分

3、相似(原因詳后)，這自然增加電路的復(fù)雜程度，并將全控型電路無換流電路的優(yōu)點(diǎn)完全斷喪，從而降低系統(tǒng)的可靠性。 2.效率和EMI問題 對(duì)軟開關(guān)電路的效率和EMI水平進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果表明，軟開關(guān)電路的實(shí)際效率和EMI水平與期望值差別較大，原因是主電路器件由于軟開關(guān)所減少的開關(guān)損耗中，一部分被附加電路產(chǎn)生的各種損耗所抵消；與此相仿，盡管主電路器件的電壓和電流變化率都明顯下降，與之對(duì)應(yīng)的EMI也相應(yīng)減低，但由于附加電路的諧振頻率遠(yuǎn)高于PWM的載波頻率，因此附加電路會(huì)產(chǎn)生大量的噪聲，這一點(diǎn)在以往工作中常被忽視。,6.2緩沖型PWM軟開關(guān)電路,6.2.1緩沖型PWM軟開關(guān)電路的分類6.2.2分立式緩沖型軟PWM電路6.2.3單相式緩沖型軟PWM電路*6.2.4集中式緩沖型軟PWM電路,6.2.1緩沖型PWM軟開關(guān)電路的分類,圖6-1換流電路與緩沖電路的比較a)帶有源換流電路的SCR Buck電路b)帶有源緩沖電路的IGBT Buck電路,6.2.2分立式緩沖型軟PWM電路,圖6-2ZVS-PWM-Boost電路a)