全橋直流斬波器

1、全橋直流斬波器電力電子技術的基本概況開關模式的直流斬波器 6.7 全橋直流斬波器全橋斬波器開關模式 直流電機驅動 在單相不間斷電源UPS中的直流到正弦交流的轉換 在變壓器隔離的開關模式直流電源中，由直流到中高頻交流電的轉換 開關模式的直流斬波器 全橋直流斬波器 +-idNBTB+UdTA+DB+DA+TB-TA-DB-DA-i0La0uBNu0=uAN-uBNRaeai0u0uAN開關模式的直流斬波器 通態(tài)當給全橋斬波電路中開關一個觸發(fā)信號時， 這個開關的導通或不導通，取決于輸出電流i0的方向。導通狀態(tài)當給全橋斬波電路中開關一個觸發(fā)信號時， 這個開關經(jīng)觸發(fā)后有電流流過。開關模式的直流斬波器 封

2、鎖時間 全橋斬波器同一橋臂的兩個開關短時地同時處于斷態(tài)的時間段。 封鎖時間就可避免出現(xiàn)橋臂直通的短路現(xiàn)象。 如果斬波器中任一橋臂的兩個開關不是同時處于斷態(tài)，則全橋直流斬波器的輸出電流i0就應連續(xù)，因此，輸出電壓完全由開關狀態(tài)所決定的。 開關模式的直流斬波器 當TA+為通態(tài)、TA-為斷態(tài)時： uAN=Ud +-idNBTB+UdTA+DB+DA+TB-TA-DB-DA-i0La0uBNu0=uAN-uBNRaeai0u0uAN開關模式的直流斬波器 當TA-為通態(tài)、TA+為斷態(tài)時： uAN=0 +-idNBTB+UdTA+DB+DA+TB-TA-DB-DA-i0La0uBNu0=uAN-uBNRa

3、eai0u0uAN開關模式的直流斬波器 橋臂A的輸出電壓與輸入電壓Ud和TA+的占空比有關，平均值表達式可寫為： DTA+ ：TA+的占空比ton ： TA+的導通時間toff ： TA+的斷開時間 開關模式的直流斬波器 橋臂B的輸出電壓與Ud和TB+的占空比有關，與該橋臂的輸出電流無關：DTB+ ：TB+的占空比 斬波器的輸出電壓幅值U0(=UANUBN)可通過控制開關占空比來實現(xiàn)，且它與輸出電流i0的幅值和方向無關。 開關模式的直流斬波器 雙極性PWM開關模式將（TA+、TB-）和（TA-、TB+）看成是兩個開關對，而每對開關的導通和關斷是同時發(fā)生的。單極性PWM開關模式將單極性的PWM看

4、成是雙PWM開關信號，此時，逆變器每個橋臂上兩個開關的控制與其它橋臂的控制無關。橋式斬波器PWM調(diào)制方式(TA- ,TB+)000000t=0Utri.muctrtt1t1Ts /2uANUdtuBNUdtu0=uAN-uBNU0Ud-U=dt工作器件：導通器件：(TA- ,TB+)i0I0(DA- ,DB+)(DA+ ,DB-)tI00導通器件：i0I0tutri(TA+ ,TB-)(TA+ ,TB-)(TA- ,TB+)(DA- ,DB+)(TA- ,TB+)I0 utri時，TA+和TB-觸發(fā)導通，否則TA-和TB+觸發(fā)導通。 開關模式的直流斬波器 開關模式的直流斬波器 0t=0Utri

5、.muctrtt1t1Ts /2utri若任意選定一個圖示的時間起點，則對應的占空比可表示為：式中，Utri.m表示三角波的極值。在上圖中，當t=t1時，utri =uctr，根據(jù)上式可知： 開關模式的直流斬波器 開關對1（TA+、TB-）的導通持續(xù)時間ton為： 根據(jù)上式可導出開關對1的占空比為：開關對2（TB+、TA-）的占空比為： D2=1D1 (TA- ,TB+)000000t=0Utri.muctrtt1t1Ts /2uANUdtuBNUdtu0=uAN-uBNU0Ud-U=dt工作器件：導通器件：(TA- ,TB+)i0I0(DA- ,DB+)(DA+ ,DB-)tI00導通器件：

6、i0I0tutri(TA+ ,TB-)(TA+ ,TB-)(TA- ,TB+)(DA- ,DB+)(TA- ,TB+)I00導通器件：i0I0tutri(TA+ ,TB-)(TA+ ,TB-)(TA- ,TB+)(DA- ,DB+)(TA- ,TB+)I00導通器件：i0I0tutri(TA+ ,TB-)(TA+ ,TB-)(TA- ,TB+)(DA- ,DB+)(TA- ,TB+)I00i0I0t(TA+ ,TB-)(TA+ ,TB-)(TA- ,DB-)I0utri，觸發(fā)TA+ 若-uctrutri，觸發(fā)TB+ 開關模式的直流斬波器 開關TA+的占空比D1由式 確定。 開關TB+的占空比D

7、2由式D2=1D1確定。輸出電壓為： 在單極性PWM開關模式下，平均輸出電壓U0與雙極性PWM開關模式的輸出電壓表達式是一樣的，且都是與uctr呈線性關系。 開關模式的直流斬波器 例 在全橋直流斬波器中，已知輸出電壓Ud為常數(shù)，現(xiàn)欲通過改變占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓。若以平均輸出電壓U0為變量，在單極性和雙極性PWM兩種開關模式下，試計算輸出電壓中的紋波電壓有效值Ur =?解 雙極性PWM開關模式：0u0=uAN-uBNU0Ud-U=dt工作器件：(TA- ,TB+)(TA+ ,TB-)(TA- ,TB+)開關模式的直流斬波器 輸出電壓u0的波形不受uctr /Utri.m比值的影響，輸出電壓的有效

8、值為： U0.rms = Ud 0u0=uAN-uBNU0Ud-U=dt工作器件：(TA- ,TB+)(TA+ ,TB-)(TA- ,TB+)輸出電壓的平均值U0可直接由下式求得。開關模式的直流斬波器 根據(jù)有效值的定義和式U0.rms = Ud 、U0=(2D1-1)Ud的關系，輸出電壓的紋波為： 隨著D1從0逐漸增加到1，U0也會由-Ud逐漸過渡到Ud。00-0.5-1.01.0(b)0.51.00.750.500.25(a)開關模式的直流斬波器 單極性PWM開關模式：000000t=0Utri.muctrtt1t1Ts /2uANUdtuBNtu0=uAN-uBNU0Udt工作器件：(TA- ,TB-)i0I0(DA+ ,DB-)tI00i0I0t(TA+ ,TB-)(TA+ ,TB-)(TA- ,DB-)I00時輸出電壓u0的波形和式輸出電壓的有效值為：開關模式的直流斬波器 可得單極性PWM開關模式下輸出電壓中紋波電壓的有效值為： 根據(jù)式中，uctr 0，0.5D11開關模式的直流斬波器 當uctr /Utri.m比值由0過渡到1時，D1由0.5過渡