零轉(zhuǎn)換—PWM電路ppt課件

1、零轉(zhuǎn)換PWM電路謝俊虎零轉(zhuǎn)換PWM電路n零轉(zhuǎn)換零轉(zhuǎn)換PWMPWM電路的定義、分類及其優(yōu)缺陷電路的定義、分類及其優(yōu)缺陷n零電壓零電壓PWMPWM電路根本構(gòu)造及其原理電路根本構(gòu)造及其原理n零電流零電流PWMPWM電路根本構(gòu)造及其原理電路根本構(gòu)造及其原理nMATLABMATLAB仿真及其分析仿真及其分析零轉(zhuǎn)換PWM電路的定義、分類及其優(yōu)缺陷 定義：在變換器拓?fù)渲校瑢⒅C振電感及輔助開(kāi)關(guān)與主定義：在變換器拓?fù)渲?，將諧振電感及輔助開(kāi)關(guān)與主開(kāi)關(guān)并聯(lián)，控制輔助開(kāi)關(guān)的開(kāi)通、截止產(chǎn)生開(kāi)關(guān)并聯(lián)，控制輔助開(kāi)關(guān)的開(kāi)通、截止產(chǎn)生LCLC振蕩，振蕩，使主開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷或零電壓開(kāi)通。這種變換器使主開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷或零電

2、壓開(kāi)通。這種變換器被稱為零轉(zhuǎn)換被稱為零轉(zhuǎn)換-PWM-PWM變換電路。變換電路。 主要分為零電壓轉(zhuǎn)換主要分為零電壓轉(zhuǎn)換PWMPWM變換電路變換電路ZCT-PWMZCT-PWM和零和零電流轉(zhuǎn)換電流轉(zhuǎn)換PWMPWM變換電路變換電路ZVT-PWMZVT-PWM。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可以使主功率開(kāi)關(guān)管在零電流條件下關(guān)斷可以使主功率開(kāi)關(guān)管在零電流條件下關(guān)斷 。可以自順應(yīng)的根據(jù)輸入電壓和輸出負(fù)載調(diào)整本人的環(huán)流可以自順應(yīng)的根據(jù)輸入電壓和輸出負(fù)載調(diào)整本人的環(huán)流能量。能量?？梢栽诤軐挼妮斎腚妷汉洼敵鲐?fù)載變化范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)可以在很寬的輸入電壓和輸出負(fù)載變化范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)操作。關(guān)操作。 缺陷：缺陷：主功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通是硬

3、開(kāi)關(guān)過(guò)程。主功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通是硬開(kāi)關(guān)過(guò)程。輔助開(kāi)關(guān)管關(guān)斷是硬開(kāi)關(guān)過(guò)程輔助開(kāi)關(guān)管關(guān)斷是硬開(kāi)關(guān)過(guò)程 。零電壓轉(zhuǎn)換-PWM電路 零電壓轉(zhuǎn)換-PWM電路是一種常用的軟開(kāi)關(guān)電路，具 有電路簡(jiǎn)單、效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于功率因數(shù)校正電 路PFC、DC-DC變換器、斬波器等。 由于諧振網(wǎng)絡(luò)與開(kāi)關(guān)并聯(lián)，所以零電壓轉(zhuǎn)換PWM變換 器的電壓和電流應(yīng)力小，且晶體管和整流二極管都能獲得 軟開(kāi)關(guān)條件。 這是第一次提出在PWM變換器內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)強(qiáng)加的、額外 的開(kāi)關(guān)電壓、電流應(yīng)力的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。這個(gè)特點(diǎn)使零電壓 轉(zhuǎn)換PWM技術(shù)更適用于整流二極管存在嚴(yán)重的反向恢復(fù)問(wèn) 題的高壓變換場(chǎng)所，如功率因數(shù)校正PFC電路。n任務(wù)原理n 假設(shè)電

4、感L、電容C都很大，因此可以忽略電流和輸出電壓的動(dòng)搖。忽略元件與線路中的損耗。輔助開(kāi)關(guān)S1超前于主開(kāi)關(guān)S開(kāi)通，S開(kāi)通后S1關(guān)斷。n t0t1時(shí)段：S1導(dǎo)通，VD尚處于通態(tài)，電感Lr兩端電壓為Uo，電流iLr線性增長(zhǎng)， VD中的電流以同樣的速率下降。t1時(shí)辰，iLr=IL，VD中電流下降到零，自然關(guān)斷。升壓型零電壓轉(zhuǎn)換PWM電路拓?fù)鋱D零電壓轉(zhuǎn)換-PWM電路 t1t2時(shí)段：Lr與Cr構(gòu)成諧振回路，Lr的電流添加而Cr的電壓下降，t2時(shí)辰uCr下降到零， VDS導(dǎo)通，uCr被箝位于零，而電流iLr堅(jiān)持不變。 t2t3時(shí)段：uCr被箝位于零，而電流iLr堅(jiān)持不變，這種形狀不斷堅(jiān)持到t3時(shí)辰S開(kāi)通、S1

5、關(guān)斷。 t3t4時(shí)段：t3時(shí)辰S開(kāi)通時(shí)，其兩端電壓為零。因此沒(méi)有開(kāi)關(guān)損耗。S開(kāi)通的同時(shí)S1關(guān)斷，Lr中的能量經(jīng)過(guò)VD1向負(fù)載側(cè)保送，其電流線性下降，而主開(kāi)關(guān)S中的電流線性上升。到t4時(shí)辰iLr=0，VD1關(guān)斷，主開(kāi)關(guān)S中的電流iS=IL，電路進(jìn)入正常導(dǎo)通形狀。 t4t5時(shí)段：t5時(shí)辰S關(guān)斷。Cr限制了S電壓的上升率，降低了S的關(guān)斷損耗。零電流轉(zhuǎn)換-PWM電路 零電流轉(zhuǎn)換-PWM變換器，能實(shí)現(xiàn)主開(kāi)關(guān)在零電流下關(guān)斷，消除關(guān)斷損耗。右圖是Boost型零電流轉(zhuǎn)換PWM變換器的電路圖。 它可在更寬的電源電壓和負(fù)載范圍建立零電流開(kāi)關(guān)條件，且是恒頻控制；功率開(kāi)關(guān)和整流二極管的電壓和電流應(yīng)力小。 零電流轉(zhuǎn)換P

6、WM技術(shù)是在不增大功率晶體管和整流二極管的電壓應(yīng)力的情況下，實(shí)現(xiàn)了功率晶體管的零電流關(guān)斷。升壓型零電流轉(zhuǎn)換PWM電路拓?fù)鋱D零電流轉(zhuǎn)換-PWM電路n任務(wù)原理n 假設(shè)電感L很大，忽略其中的n 電流動(dòng)搖和元件與線路中的n 損耗。在輔助開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通前，n 主開(kāi)關(guān)S曾經(jīng)導(dǎo)通。n t0t1時(shí)段：主開(kāi)關(guān)S曾經(jīng)導(dǎo)n 通，Cr反向充電至負(fù)電位。T0n 時(shí)辰輔助開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通，電感電n 流iLr按線性迅速增長(zhǎng)，對(duì)Crn 正向充電，Lr 、Cr構(gòu)成諧振n 回路， is減小。is=0時(shí)，與主開(kāi)關(guān)反并聯(lián)二極管VDs導(dǎo)通，與Lr 、Cr構(gòu)成回路。至t1時(shí)辰，VCr=0，主開(kāi)關(guān)S自然關(guān)斷。t1t2時(shí)段：Cr繼續(xù)正向充電至飽和

7、電壓，iLr減小。t2時(shí)辰輔助開(kāi)關(guān)管S1關(guān)斷。t2t3時(shí)段：VD遭到正向電壓導(dǎo)通， Lr中的能量經(jīng)過(guò)二極管VDc向負(fù)載側(cè)保送。電源能量經(jīng)過(guò)VD向負(fù)載側(cè)保送。t3t4時(shí)段：t3時(shí)辰，主開(kāi)關(guān)S再次導(dǎo)通。此時(shí)S兩端電壓為負(fù)載兩端電壓Vo。Cr經(jīng)過(guò)Lr和與輔助開(kāi)關(guān)S1反并聯(lián)二極管VDs1與主開(kāi)關(guān)構(gòu)成回路，向主開(kāi)關(guān)放電，并再次將自身反向充電至飽和電壓。t4t5時(shí)段：t5時(shí)辰，輔助開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通，由于Lr的作用，S1的電流上升率遭到限制，降低了S1的開(kāi)通損耗。MATLAB仿真及其分析參數(shù)設(shè)置：Ui=200VLi=0.5mHCr=10pFLr=0.3uHCo=100uFRL=10 ohmsT=510-6 SPulse1 D1=0.5Pulse2 D2=0.1零電壓轉(zhuǎn)換零電壓轉(zhuǎn)換PWMPW