PWM整流技術(shù)課件

第四章

PWM整流電路★自20世紀(jì)20

旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組

PWMAC-DC電網(wǎng)DC-ACDC-DC

靜止離子整流器靜止半導(dǎo)體整流器

工頻整流器

本章內(nèi)容：緒論：§4-1電壓型單相單管PWM整流電路§4-2電壓型單相橋式PWM整流電路§4-3倍壓與倍流整流電路§4-4同步整流電路§4-5基于有源平衡電抗器的多脈波整流技術(shù)常規(guī)整流電路存在的問題:設(shè)：在電流連續(xù)，忽略換相重疊條件下：電流諧波降低了網(wǎng)側(cè)諧波因數(shù)相位控制降低了網(wǎng)側(cè)相位因數(shù)

1①網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低緒論：可控整流：L=0L=150uHiA三相不可控整流②諧波電流對電網(wǎng)的污染③換相重疊引起的波形畸變

相控整流的其它缺點(diǎn)：★負(fù)載側(cè)電壓、電流無紋波；★輸出電壓調(diào)節(jié)速度快；★雙向能量變換?！锞W(wǎng)側(cè)電壓、電流無畸變，且同相（PPFC/APFC)；PFC---PowerFactorCorreetion

整流電路的理想狀態(tài)

2常規(guī)整流電路存在的問題:1④失控時(shí)間限制了調(diào)節(jié)速度

輸入側(cè)濾波器

改善整流器結(jié)構(gòu)無源型有源型

混合型

PWM整流技術(shù)多脈波整流技術(shù)適用于各種類型負(fù)載容量問題開關(guān)損耗問題功率大，可靠性高抑制整流電路諧波的方法：（被動）（主動）負(fù)載適應(yīng)性問題3則設(shè)電壓型單相整流電路理想模型？§4-1電壓型單相單管整流電路

APFC-SPWM-BoostConverter設(shè):CCM、C足夠大BoostConverter

工作原理

1直耦型APFC-SPWM-BoostConverter

工作原理

SPWM1？APFC-SPWM-BoostConverter

參數(shù)選擇要求輸入電流紋波系數(shù)據(jù)SPWM分析，當(dāng)調(diào)制比時(shí)，設(shè)網(wǎng)側(cè)PF=1，且變換無損要求輸出電壓紋波系數(shù)3近似為fS的正弦波APFC-SPWM-BoostConverter

變換控制(DCM、BCM、CCM)★跟蹤輸入電流--CCM，正弦＋同相＝PFC★輸出電壓調(diào)節(jié)：Uc×uM→k→D→Uo★專用控制芯片：Unitrade公司UC3854

P304~3064平均電流控制法

電流滯環(huán)控制法電流峰值控制法

PFTHDiAPFC-SPWM-BoostConverter

實(shí)際效果5Boost電感電流效率：>95%減少輸入電流紋波減小電感尺寸減少損耗交錯(cuò)并聯(lián)平均電流控制

APFC-SPWM-FlybackConverter基波:諧波:電流應(yīng)力大

功率較小

隔離

單相交流接觸網(wǎng)

間接式變頻

交流電力機(jī)車§4-2電壓型單相橋式PWM整流電路ACDCAPFC＋穩(wěn)壓＋再生制動電流雙象限

其它領(lǐng)域

§4-2電壓型單相橋式PWM整流電路設(shè)：二次諧波串聯(lián)諧振濾波器

電路結(jié)構(gòu)

1高次諧波濾波器

倍頻單極性SPWM

電量波形

3？

輸出電流

4

P

基波:交流等效電阻

輸出電壓

5負(fù)載R變化：電源電源Ui變化：

控制策略

6間接控制：電流直接控制：

調(diào)壓

穩(wěn)壓

幅相控制電流直接控制：電流瞬時(shí)值內(nèi)環(huán)給定ui前饋ii同相控制系統(tǒng)快速動態(tài)響應(yīng)1、倍壓整流電路的工作原理如果希望輸出電壓極性不同，可將所有的二極管反向?！镫娐?

優(yōu)點(diǎn)：是每個(gè)電容、二極管上的電壓不會超過2Um，所以可以選用耐壓較低的電容。缺點(diǎn)：電容是串聯(lián)放電，紋波大。

★電路2

優(yōu)點(diǎn)：紋波小。缺點(diǎn)：電容的耐壓高，隨著N的增大，電容的電壓應(yīng)力隨之增加。圖中最后一個(gè)電容的電壓達(dá)到了6Um。

★電路3－－電路1的改進(jìn)(并聯(lián))

優(yōu)點(diǎn)：是紋波比電路1小很多，正負(fù)半周均充電，電容電壓應(yīng)力不超過2Um。缺點(diǎn)：電路復(fù)雜。

2、倍壓整流電路的結(jié)構(gòu)三種6倍壓整流電路

雙倍壓整流：

電壓跌落：

電壓紋波：

電壓跌落：

電壓紋波：

單倍壓整流：

★減小電壓跌落的途徑增加電容容量

降低倍數(shù)，加大Um

提高電源頻率

3、高階倍壓整流的主要問題負(fù)載能力很差。適用于高壓＋小電流＋低電壓紋波要求的電路。4、倍流整流電路的工作原理★低壓＋大電流＋隔離電容大，Uo恒定

+USM

-USM

0uS=4、倍流整流電路的工作原理★低壓＋大電流＋隔離電容大，Uo恒定

+USM

-USM

0uS=4、倍流整流電路的工作原理★低壓＋大電流＋隔離iL≈2ii

倍流電容大，Uo恒定

+USM

-USM

0uS=SynchronousRectification§4-4同步整流電路同步整流電路輸入電壓驅(qū)動電路對稱型電路

非對稱型電路

自激式電路

他激式電路

RON=mΩ正柵壓反向輸出特性PMOSFET=

低壓降＋超快速整流管

同步倍流整流電路的工作原理

對稱型同步整流電路

1

對稱型同步整流電路

1

對稱型同步整流電路

1零柵壓區(qū)問題

對稱型同步整流電路

1★取反改進(jìn)的柵壓自激式驅(qū)動他激式驅(qū)動自激式同步倍流整流電路他激式同步倍流整流電路全波零式同步整流電路

對稱型同步整流電路

1非對稱型正激式同步整流電路

2增加輸出電壓脈波數(shù)降低輸出電壓紋波增加輸入電流階梯數(shù)抑制輸入電流諧波兩種常用12脈波整流電路局限性：諧波抑制性能有限，增加脈波數(shù)，系統(tǒng)復(fù)雜§4-5基于有源平衡電抗器的多脈波整流技術(shù)

多脈波整流電路的功能：

1--在直流側(cè)抑制交流電流諧波技術(shù)基于無源抽頭變換器技術(shù)的多脈波整流

基于直流側(cè)有源調(diào)制的多脈波整流

多脈波整流技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2輸出脈波=原電路脈波×抽頭數(shù)