西安交大電力電子-第5章

1、5-1第第5章章 直流直流變流電路直流直流變流電路 5-2引言引言直流直流-直流變流電路（直流變流電路（DC/DC Converter）包括）包括直接直流直接直流變流電路變流電路和和間接直流變流電路間接直流變流電路。 直接直流變流電路直接直流變流電路 也稱也稱斬波電路（斬波電路（DC Chopper）。 將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電。將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電。 一般是指直接將直流電變?yōu)榱硪恢绷麟姡斎肱c輸出一般是指直接將直流電變?yōu)榱硪恢绷麟?，輸入與輸出之間不隔離。之間不隔離。 間接直流變流電路間接直流變流電路 在直流變流電路中增加了在直流變流電路中增加了交流環(huán)節(jié)

2、交流環(huán)節(jié)。 在交流環(huán)節(jié)中通常采用變壓器實(shí)現(xiàn)輸入輸出間的隔離，在交流環(huán)節(jié)中通常采用變壓器實(shí)現(xiàn)輸入輸出間的隔離，因此也稱為直因此也稱為直交交直電路。直電路。 5-3直流斬波電路種類6種基本斬波電路：降壓斬波電路降壓斬波電路、升壓斬波電路升壓斬波電路、 升降壓斬波電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路和Zeta斬波電路。復(fù)合斬波電路不同結(jié)構(gòu)基本斬波電路組合。多相多重?cái)夭娐废嗤Y(jié)構(gòu)基本斬波電路組合。引言引言5-45.1 基本斬波電路基本斬波電路5-55.1.1 降壓斬波電路降壓斬波電路 電路結(jié)構(gòu) 全控型器件 若為晶閘管，須有輔助關(guān)斷電路。續(xù)流二極管負(fù)載出現(xiàn)的反電動(dòng)勢(shì)典型用途之一是拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，也

3、可帶蓄電池負(fù)載。 降壓斬波電路降壓斬波電路（Buck Chopper)5-65.1.1 降壓斬波電路降壓斬波電路工作原理工作原理c) 電流斷續(xù)時(shí)的波形EV+-MRLVDioEMuoiGtttOOOb)電流連續(xù)時(shí)的波形TEiGtontoffioi1i2I10I20t1uoOOOtttTEEiGiGtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEMa) 電路圖圖5-1 降壓斬波電路得原理圖及波形t=0時(shí)刻驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，電源E向負(fù)載供電，負(fù)載電壓uo=E，負(fù)載電流io按指數(shù)曲線上升。t=t1時(shí)控制V關(guān)斷，二極管VD續(xù)流，負(fù)載電壓uo近似為零，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降。通常串接較大電感L使負(fù)載電流連續(xù)且

4、脈動(dòng)小。動(dòng)態(tài)演示。5-75.1.1 降壓斬波電路降壓斬波電路數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系電流連續(xù)負(fù)載電壓平均值：EETtEtttUonoffonono（5-1）REUIMoo（5-2）tonV通的時(shí)間通的時(shí)間 toffV斷的時(shí)間斷的時(shí)間 -導(dǎo)通占空比導(dǎo)通占空比 電流斷續(xù)，Uo被抬高，一般不希望出現(xiàn)。 負(fù)載電流平均值：5-85.1.1 降壓斬波電路降壓斬波電路斬波電路三種控制方式T不變，變ton 脈沖寬度調(diào)制（PWM）。ton不變，變T 頻率調(diào)制。ton和T都可調(diào)，改變占空比混合型。此種方式應(yīng)用最多第3章3.1節(jié)介紹過(guò)：電力電子電路的實(shí)質(zhì)上是分時(shí)段線性電路的思想?；凇胺侄尉€性”的思想，對(duì)降壓斬波電路進(jìn)行解

5、析。分V處于通態(tài)和處于斷態(tài)初始條件分電流連續(xù)和斷續(xù)5-95.1.1 降壓斬波電路降壓斬波電路TIETRIoM2o同樣可以從能量傳遞關(guān)系出發(fā)進(jìn)行的推導(dǎo) 由于L為無(wú)窮大，故負(fù)載電流維持為Io不變 電源只在V處于通態(tài)時(shí)提供能量，為 在整個(gè)周期T中，負(fù)載消耗的能量為onotEI輸出功率等于輸入功率，可將降壓斬波器看作直流降壓變壓器。一周期中，忽略損耗，則電源提供的能量與負(fù)載消耗的能量相等。TIETRItEIoMoono2REEIMoooon1IITtIooo1IUEIEI5-105.1.1 降壓斬波電路降壓斬波電路 負(fù)載電流斷續(xù)的情況：負(fù)載電流斷續(xù)的情況： I10=0，且t=tx時(shí)，i2=0式（5-7

6、）式（5-6）memt)1 (1lnx（5-16）tx1，輸出電壓高于電源電壓，故為升壓升壓斬波電路。升壓比；升壓比的倒數(shù)記作b ，即。 b和的關(guān)系：因此，式（5-21）可表示為 off/tT1bEEUb111oTtoffb（5-23）（5-22）5-145.1.2 升壓斬波電路升壓斬波電路電壓升高的原因：電感L儲(chǔ)能使電壓泵升的作用 電容C可將輸出電壓保持住如果忽略電路中的損耗，則由電源提供的能量?jī)H由負(fù)載R消耗，即 ： 。 （5-24） 與降壓斬波電路一樣，升壓斬波電路可看作直流變壓器。oo1IUEI 輸出電流的平均值Io為：RERUIb1oo(5-25)電源電流的平均值Io為：REIEUI2

7、oo11b(5-26)5-155.1.2 升壓斬波電路升壓斬波電路2) 升壓斬波電路典型應(yīng)用一是用于直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)二是用作單相功率因數(shù)校正（PFC）電路三是用于其他交直流電源中ttTEiOOb)a)i1i2I10I20I10tontofftOTOEtc)uoioi1i2t1t2txtontoffI20uo圖5-3 用于直流電動(dòng)機(jī)回饋能量的升壓斬波電路及其波形 a） 電路圖 b） 電流連續(xù)時(shí) c） 電流斷續(xù)時(shí)用于直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)再生制動(dòng)時(shí)把電能回饋給直流電源。電動(dòng)機(jī)電樞電流連續(xù)和斷續(xù)兩種工作狀態(tài)。直流電源的電壓基本是恒定的，不必并聯(lián)電容器。動(dòng)畫(huà)演示。5-165.1.2 升壓斬波電路升壓斬波電路數(shù)量

8、關(guān)系當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，設(shè)電動(dòng)機(jī)電樞電流為i1，得下式：M11ddERitiL(5-27)當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，設(shè)電動(dòng)機(jī)電樞電流為i2，得下式：EERitiLM22dd（5-29）當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，考慮到初始條件，近似L無(wú)窮大時(shí)電樞電流的平均值Io，即REEREmIobbM（5-36）該式表明，以電動(dòng)機(jī)一側(cè)為基準(zhǔn)看，可將直流電源電壓看作是被降低到了 。Eb5-175.1.2 升壓斬波電路升壓斬波電路如圖5-3c，當(dāng)電樞電流斷續(xù)時(shí)：當(dāng)t=0時(shí)刻i1=I10=0，令式（5-31）中I10=0即可求出I20，進(jìn)而可寫(xiě)出 i2的表達(dá)式。另外，當(dāng)t=t2時(shí)，i2=0，可求得i2持續(xù)的時(shí)間tx，即圖5-3 用于直流電動(dòng)

9、機(jī)回饋能量的升壓斬波電路及其波形mmett11lnonxbeem11-電流斷續(xù)的條件txt0fftOTOEtc)uoioi1i2t1t2txtontoffI205-185.1.3升降壓斬波電路和升降壓斬波電路和Cuk斬波電路斬波電路 升降壓斬波電路升降壓斬波電路 (buck -boost Chopper) 電路結(jié)構(gòu)5-195.1.3升降壓斬波電路和升降壓斬波電路和Cuk斬波電路斬波電路基本工作原理a)圖5-4 升降壓斬波電路及其波形a）電路圖 b）波形V通時(shí)，電源E經(jīng)V向L供電使其貯能，此時(shí)電流為i1。同時(shí)，C維持輸出電壓恒定并向負(fù)載R供電。V斷時(shí)，L的能量向負(fù)載釋放，電流為i2。負(fù)載電壓極性

10、為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反，該電路也稱作反極性斬波電路。動(dòng)態(tài)演示。5-205.1.3升降壓斬波電路和升降壓斬波電路和Cuk斬波電路斬波電路數(shù)量關(guān)系穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T內(nèi)電感L兩端電壓uL對(duì)時(shí)間的積分為零，即Ttu0L0d（5-39）所以輸出電壓為：EEtTtEttU1ononoffono（5-41）V處于通態(tài)uL = EV處于斷態(tài)uL = - uooffoontUtE（5-40）5-215.1.3升降壓斬波電路和升降壓斬波電路和Cuk斬波電路斬波電路圖5-4b中給出了電源電流i1和負(fù)載電流i2的波形，設(shè)兩者的平均值分別為I1和I2，當(dāng)電流脈動(dòng)足夠小時(shí)，有：offon21ttII（5-42）由

11、上式得：11onoff21IIttI（5-43） 結(jié)論當(dāng)0 1/2時(shí)為降壓，當(dāng)1/2 1時(shí)為升壓，故稱作升降壓斬波電路。也有稱之為buck-boost 變換器。其輸出功率和輸入功率相等，可看作直流變壓器。2o1IUEI （5-44）5-225.1.3升降壓斬波電路和升降壓斬波電路和Cuk斬波電路斬波電路2) Cuk斬波電路斬波電路V通時(shí)，EL1V回路和RL2CV回路有電流。V斷時(shí)，EL1CVD回路和RL2VD回路有電流。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。電路相當(dāng)于開(kāi)關(guān)S在A、B兩點(diǎn)之間交替切換。圖5-5 Cuk斬波電路及其等效電路a） 電路圖 b） 等效電路5-235.1.3升降壓斬波電路和升

12、降壓斬波電路和Cuk斬波電路斬波電路同理：數(shù)量關(guān)系Tti0C0d（5-45）V處于通態(tài)的時(shí)間ton，則電容電流和時(shí)間的乘積為I2ton。V處于斷態(tài)的時(shí)間toff，則電容電流和時(shí)間的乘積為I1 toff。由此可得：off1on2tItI（5-46）1onononoff12ttTttII（5-47）EEtTtEttU1ononoffono（5-48） 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（與升降壓斬波電路相比）：輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的，且脈動(dòng)很 小，有利于對(duì)輸入、輸出進(jìn)行濾波。5-24b) Zeta斬波電路5.1.4 Sepic斬波電路和斬波電路和Zeta斬波電路斬波電路a) Sepic斬波電路圖5-6 Sep

13、ic斬波電路和Zeta斬波電路電路結(jié)構(gòu)Sepic電路原理V通態(tài)，EL1V回路和C1VL2回路同時(shí)導(dǎo)電，L1和L2貯能。V斷態(tài)，EL1C1VD負(fù)載負(fù)載回路及L2VD負(fù)載負(fù)載回路同時(shí)導(dǎo)電，此階段E和L1既向負(fù)載供電，同時(shí)也向C1充電（C1貯存的能量在V處于通態(tài)時(shí)向L2轉(zhuǎn)移）。輸入輸出關(guān)系：EEtTtEttU1ononoffono（5-49）5-255.1.4 Sepic斬波電路和斬波電路和Zeta斬波電路斬波電路Zeta斬波電路原理V處于通態(tài)期間，電源E經(jīng)開(kāi)關(guān)V向電感L1貯能。V關(guān)斷后，L1VDC1構(gòu)成振蕩回路， L1的能量轉(zhuǎn)移至C1，能量全部轉(zhuǎn)移至C1上之后，VD關(guān)斷，C1經(jīng)L2向負(fù)載供電。輸入

14、輸出關(guān)系：圖5-6 Sepic斬波電路和 Zeta斬波電路EU1o（5-50）相同的輸入輸出關(guān)系。Sepic電路的電源電流和負(fù)載電流均連續(xù)，Zeta電路的輸入、輸出電流均是斷續(xù)的。兩種電路輸出電壓為正極性的。 b) Zeta斬波電路5-265.2復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐窂?fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐?-275.2.1 電流可逆斬波電路電流可逆斬波電路復(fù)合斬波電路降壓斬波電路和升壓斬波電路組合構(gòu)成 多相多重?cái)夭娐废嗤Y(jié)構(gòu)的基本斬波電路組合構(gòu)成 斬波電路用于拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，常要使電動(dòng)機(jī)既可電動(dòng)運(yùn)行，又可再生制動(dòng)。降壓斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第1象限。升壓斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第2象限。

15、電流可逆斬波電路電流可逆斬波電路：降壓斬波電路與升壓斬波電路組合。此電路電動(dòng)機(jī)的電樞電流可正可負(fù)，但電壓只能是一種極性，故其可工作于第1象限和第2象限。電流可逆斬波電路電流可逆斬波電路5-28ttb)uoioiV1iD1iV2iD25.2.1 電流可逆斬波電路電流可逆斬波電路電路結(jié)構(gòu)a) 電路圖V1和VD1構(gòu)成降壓斬波電路，電動(dòng)機(jī)為電動(dòng)運(yùn)行，工作于第1象限。V2和VD2構(gòu)成升壓斬波電路，電動(dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行，工作于第2象限。必須防止V1和V2同時(shí)導(dǎo)通而導(dǎo)致的電源短路。工作過(guò)程（三種工作方式)第3種工作方式：一個(gè)周期內(nèi)交替地作為降壓斬波電路和升壓斬波電路工作。當(dāng)一種斬波電路電流斷續(xù)而為零時(shí)，使另

16、一個(gè)斬波電路工作，讓電流反方向流過(guò)，這樣電動(dòng)機(jī)電樞回路總有電流流過(guò)。電路響應(yīng)很快。圖5-7 電流可逆斬波電路及波形5-295.2.2 橋式可逆斬波電路橋式可逆斬波電路橋式可逆斬波電路橋式可逆斬波電路兩個(gè)電流可逆斬波電路組合起來(lái)，分別向電動(dòng)機(jī)提供正向和反向電壓。圖5-8 橋式可逆斬波電路 使V4保持通時(shí)，等效為圖5-7a所示的電流可逆斬波電路，提供正電壓，可使電動(dòng)機(jī)工作于第1、2象限。使V2保持通時(shí)，V3、VD3和V4、VD4等效為又一組電流可逆斬波電路，向電動(dòng)機(jī)提供負(fù)電壓，可使電動(dòng)機(jī)工作于第3、4象限 。5-305.2.3 多相多重?cái)夭娐范嘞喽嘀財(cái)夭娐坊靖拍疃嘞喽嘀財(cái)夭娐吩陔娫春拓?fù)載之

17、間接入多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的基本斬波電路而構(gòu)成相數(shù)一個(gè)控制周期中電源側(cè)的電流脈波數(shù)重?cái)?shù)負(fù)載電流脈波數(shù)5-315.2.3 多相多重?cái)夭娐范嘞喽嘀財(cái)夭娐穞tttOOOOtOttOO1u2u3i1i2i3io3相3重降壓斬波電路電路結(jié)構(gòu)：相當(dāng)于由3個(gè)降壓斬波電路單元并聯(lián)而成?？傒敵鲭娏鳛?3 個(gè)斬波電路單元輸出電流之和，其平均值為單元輸出電流平均值的3倍，脈動(dòng)頻率也為3倍。總的輸出電流脈動(dòng)幅值變得很小 。所需平波電抗器總重量大為減輕?？傒敵鲭娏髯畲竺}動(dòng)率（電流脈動(dòng)幅值與電流平均值之比）與重?cái)?shù)的平方成反比。圖5-9 3相3重?cái)夭娐芳捌洳ㄐ?-325.2.3 多相多重?cái)夭娐范嘞喽嘀財(cái)夭娐樊?dāng)上述電路電源

18、公用而負(fù)載為3個(gè)獨(dú)立負(fù)載時(shí)，則為3相相1重?cái)夭娐分財(cái)夭娐?。而?dāng)電源為3個(gè)獨(dú)立電源，向一個(gè)負(fù)載供電時(shí)，則為1相相3重?cái)夭娐分財(cái)夭娐?。多相多重?cái)夭娐愤€具有備用功能，各斬波電路單元可互為備用。5-33 Socketfor PVR on MotherboardThree Phase5-345.3 帶隔離的直流直流變流電路 5.3.1 正激電路正激電路 5.3.2 反激電路反激電路 5.3.3 半橋電路半橋電路 5.3.4 全橋電路全橋電路 5.3.5 推挽電路推挽電路 5.3.6 全波整流和全橋整流全波整流和全橋整流 5.3.7 開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電源5-355.2.1 正激電路正激電路圖 5-1

19、0 正激電路的原理圖圖 5-11 正激電路的理想化波形SuSiLiSOttttUiOOO開(kāi)關(guān)S開(kāi)通后，變壓器繞組N1兩端的電壓為上正下負(fù)，與其耦合的N2繞組兩端的電壓也是上正下負(fù)。因此VD1處于通態(tài)，VD2為斷態(tài)，電感L的電流逐漸增長(zhǎng)；S關(guān)斷后，電感L通過(guò)VD2續(xù)流，VD1關(guān)斷。S關(guān)斷后變壓器的勵(lì)磁電流經(jīng)N3繞組和VD3流回電源，所以S關(guān)斷后承受的電壓為 。iSUNNu)1 (311）正激電路(Forward)的工作過(guò)程5-365.2.1 正激電路正激電路BRBSBHO圖 5-13 磁心復(fù)位過(guò)程輸出電壓輸出濾波電感電流連續(xù)的情況下空載時(shí)TtNNUUon12ioi12oUNNU2）變壓器的磁心復(fù)

20、位on13rsttNNt開(kāi)關(guān)S開(kāi)通后，變壓器的激磁電流由零開(kāi)始，隨著時(shí)間的增加而線性的增長(zhǎng)，直到S關(guān)斷。為防止變壓器的激磁電感飽和，必須設(shè)法使激磁電流在S關(guān)斷后到下一次再開(kāi)通的一段時(shí)間內(nèi)降回零，這一過(guò)程稱為變壓器的磁心復(fù)位變壓器的磁心復(fù)位。變壓器的磁心復(fù)位時(shí)間為5-375.2.2 反激電路（反激電路（Flyback）1）工作過(guò)程：圖 5-15 反激電路的理想化波形 SuSiSiVDtontoffttttUiOOOO圖 5-14 反激電路原理圖 S開(kāi)通后，VD處于斷態(tài)，N1繞組的電流線性增長(zhǎng)，電感儲(chǔ)能增加；S關(guān)斷后，N1繞組的電流被切斷，變壓器中的磁場(chǎng)能量通過(guò)N2繞組和VD向輸出端釋放。5-38

21、5.2.2 反激電路反激電路電流連續(xù)模式：當(dāng)S開(kāi)通時(shí)，N2繞組中的電流尚未下降到零。 輸出電壓關(guān)系： (5-3)電流斷續(xù)模式：S開(kāi)通前，N2繞組中的電流已經(jīng)下降到零。輸出電壓高于式（5-3）的計(jì)算值，并隨負(fù)載減小而升高，在負(fù)載為零的極限情況下， ，因此反激電路不應(yīng)工作于負(fù)載開(kāi)路狀態(tài)。offon12iottNNUUoU2）反激電路的工作模式：5-395.2.3 半橋電路半橋電路S1與S2交替導(dǎo)通，使變壓器一次側(cè)形成幅值為Ui/2的交流電壓。改變開(kāi)關(guān)的占空比，就可以改變二次側(cè)整流電壓ud的平均值，也就改變了輸出電壓Uo。S1導(dǎo)通時(shí)，二極管VD1處于通態(tài)，S2導(dǎo)通時(shí)，二極管VD2處于通態(tài);當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)

22、都關(guān)斷時(shí)，變壓器繞組N1中的電流為零，VD1和VD2都處于通態(tài)，各分擔(dān)一半的電流。S1或S2導(dǎo)通時(shí)電感L的電流逐漸上升，兩個(gè)開(kāi)關(guān)都關(guān)斷時(shí)，電感L的電流逐漸下降。S1和S2斷態(tài)時(shí)承受的峰值電壓均為Ui。1）工作過(guò)程圖 5-16 半橋電路原理圖 S1S2uS1uS2iS1iS2iD1iD2tTttttttttonUiUiiLiLOOOOOOOO圖 5-17 半橋電路的理想化波形5-405.2.3 半橋電路半橋電路圖 5-16 半橋電路原理圖 S1S2uS1uS2iS1iS2iD1iD 2tTttttttttonUiUiiLiLOOOOOOOO圖 5-17 半橋電路的理想化波形2）數(shù)量關(guān)系由于電容的

23、隔直作用，半橋電路對(duì)由于兩個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間不對(duì)稱而造成的變壓器一次側(cè)電壓的直流分量有自動(dòng)平衡作用，因此不容易發(fā)生變壓器的偏磁和直流磁飽和。當(dāng)濾波電感L的電流連續(xù)時(shí)： (5-4)如果輸出電感電流不連續(xù)，輸出電壓U0將高于式（5-4）的計(jì)算值，并隨負(fù)載減小而升高，空載情況下， TtNNUUon12io2i12oUNNU 5-415.2.4 全橋電路全橋電路全橋逆變電路中，互為對(duì)角的兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通，同一側(cè)半橋上下兩開(kāi)關(guān)交替導(dǎo)通，使變壓器一次側(cè)形成幅值為U Ui i的交流電壓，改變占空比就可以改變輸出電壓。當(dāng)S1與S4開(kāi)通后，二極管VD1和VD4處于通態(tài)，電感L的電流逐漸上升；S2與S3開(kāi)通后，二極管

24、VD2和VD3處于通態(tài)，電感L的電流也上升。當(dāng)4個(gè)開(kāi)關(guān)都關(guān)斷時(shí)，4個(gè)二極管都處于通態(tài)，各分擔(dān)一半的電感電流，電感L的電流逐漸下降.S1和S2斷態(tài)時(shí)承受的峰值電壓均為U Ui i。1）工作過(guò)程圖 5-18 全橋電路原理圖 S1S2uS1uS2iS1iS2iD1iD 2tonTttttttttUiUiiLiLOOOOOOOO圖 5-19 全橋電路的理想化波形5-425.2.4 全橋電路全橋電路l 如果S1、S4與S2、S3的導(dǎo)通時(shí)間不對(duì)稱，則交流電壓u uT T中將含有直流分量，會(huì)在變壓器一次側(cè)產(chǎn)生很大的直流 分量，造成磁路飽和，因此全橋電路應(yīng)注意避免電壓直流分量的產(chǎn)生，也可以在一次側(cè)回路串聯(lián)一個(gè)

25、電容，以阻斷直流電流。2）數(shù)量關(guān)系濾波電感電流連續(xù)時(shí)： (5-5)輸出電感電流斷續(xù)時(shí)，輸出電壓Uo將高于式（5-5）的計(jì)算值，并隨負(fù)載減小而升高，空載情況下： TtNNUUon12io2i12oUNNU 圖 5-18 全橋電路原理圖 S1S2uS1uS2iS1iS2iD1iD 2tonTtttttttt2Ui2UiiLiLOOOOOOOO圖 5-19 全橋電路的理想化波形5-435.2.5 推挽電路推挽電路圖 5-20 推挽電路原理圖 S1S2uS1uS2iS1iS2iD1iD 2tonTtttttttt2Ui2UiiLiLOOOOOOOO圖 5-21 推挽電路的理想化波形推挽電路中兩個(gè)開(kāi)關(guān)S

26、1和S2交替導(dǎo)通，在繞組N1和N1兩端分別形成相位相反的交流電壓，改變占空比就可以改變輸出電壓。S1導(dǎo)通時(shí)，二極管VD1處于通態(tài)，電感L的電流逐漸上升。S2導(dǎo)通時(shí)，二極管VD2處于通態(tài)，電感L電流也逐漸上升。當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)都關(guān)斷時(shí)，VD1和VD2都處于通態(tài)，各分擔(dān)一半的電流。S1和S2斷態(tài)時(shí)承受的峰值電壓均為2倍U Ui i。1）工作過(guò)程5-445.2.5 推挽電路推挽電路圖 5-20 推挽電路原理圖 S1S2uS1uS2iS1iS2iD1iD 2tonTtttttttt2Ui2UiiLiLOOOOOOOO圖 5-21 推挽電路的理想化波形2）數(shù)量關(guān)系S1和S2同時(shí)導(dǎo)通，相當(dāng)于變壓器一次側(cè)繞組短路

27、，因此應(yīng)避免兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通。濾波電感L電流連續(xù)時(shí)：(5-6)輸出電感電流不連續(xù)時(shí)，輸出電壓Uo將高于式（5-6）的計(jì)算值，并隨負(fù)載減小而升高，在空載情況下，TtNNUUon12io2i12oUNNU 5-455.2.5 推挽電路推挽電路電路優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)功率范圍功率范圍應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域正激正激電路較簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單變壓器單向激磁，利用率低幾百W幾kW各種中、小功率電源反激反激電路非常簡(jiǎn)單，成本很低，可靠性高，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單難以達(dá)到較大的功率，變壓器單向激磁，利用率低幾W幾十W小功率電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、消費(fèi)電子設(shè)備電源。全橋全橋變壓器雙向勵(lì)磁，容易達(dá)到大功率結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，有直通問(wèn)題，可靠性低，需要復(fù)雜的多組隔離驅(qū)動(dòng)電路幾百W幾百kW大功率工業(yè)用電源、焊接電源、電解電源等半橋半橋變壓器雙向勵(lì)磁，沒(méi)有變壓器偏磁問(wèn)題，開(kāi)關(guān)較少，成本低有直通問(wèn)題，可靠性低，需要復(fù)雜的隔離驅(qū)動(dòng)電路幾百W幾kW各種工業(yè)用電源，計(jì)算機(jī)電源等推挽推挽變壓器雙向勵(lì)磁，變壓器一次側(cè)電流回路中只有一個(gè)開(kāi)關(guān)，通態(tài)損耗較小，驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單有偏磁問(wèn)題幾百W幾kW低輸入電壓的電源表 5-1 各種不同的間接直流變流電路的比較5-46圖 5-22 全波整流電路和全橋整流電路原