中興講學(xué)1嚴(yán)仰光課件

1.雙管正激直流變換器及其組合2.直流變壓器3.

雙降壓式單相逆變器4.

四橋臂三相逆變器內(nèi)容提要1.雙管正激直流變換器及其組合2.直流變壓器3.11.雙管正激直流變換器及其組合1.雙管正激直流變換器及其組合1.1雙管正激直流變換器1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.3四個(gè)雙管正激直流變換器的組合1.4雙管正激組合變換器的磁集成1.5輸入側(cè)串聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.雙管正激直流變換器及其組合1.雙管正激直流變換器及其21.1雙管正激直流變換器1.1雙管正激直流變換器1.1.1主電路構(gòu)成及控制方式圖1.1Q1Q2同時(shí)導(dǎo)通,同時(shí)關(guān)斷1.1雙管正激直流變換器1.1雙管正激直流變換器1.31.1雙管正激直流變換器1.1雙管正激直流變換器1.1.2工作原理模態(tài)1.t0~t1iQ1Q2自0上升模態(tài)2.t1~DTiLf

增加模態(tài)3.DT~t3

Q1Q2關(guān)斷D3D4換流模態(tài)4.t3~t4鐵芯磁復(fù)位模態(tài)5.t4~T磁復(fù)位完畢圖1.21.1雙管正激直流變換器1.1雙管正激直流變換器1.41.1雙管正激直流變換器1.1雙管正激直流變換器1.1.3主要關(guān)系,1.1.4工作特點(diǎn)電感電流和輸出脈動(dòng)大D1D2無(wú)反向恢復(fù)無(wú)直通,鐵芯不會(huì)偏磁飽和1.1雙管正激直流變換器1.1雙管正激直流變換器1.51.1雙管正激直流變換器1.1雙管正激直流變換器1.1.5恒壓復(fù)位雙管正激直流變換器臺(tái)達(dá)公司柯忠偉先生提出(2002)Vin變化時(shí),使復(fù)位電壓Vca不變,接近于Vinmax,從而使Q1Q2占空比在Vinmin時(shí)大于0.5,加大,效率提高.(原為)圖1.31.1雙管正激直流變換器1.1雙管正激直流變換器1.61.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.1組合變換器的構(gòu)成圖1.4(a)兩雙管正激變換器并聯(lián)并/并型(a),(b),(c)三種并/串型(a),(b),(c)三種1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸71.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.1組合變換器的構(gòu)成圖1.4(b)副邊共用續(xù)流管D6并/并型(a),(b),(c)三種并/串型(a),(b),(c)三種1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸81.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.1組合變換器的構(gòu)成圖1.4(c)副邊用耦合感并聯(lián)并/并型(a),(b),(c)三種并/串型(a),(b),(c)三種1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸91.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.1組合變換器的構(gòu)成圖1.4(d)原邊并聯(lián)副邊串聯(lián)的正激變換器并/并型(a),(b),(c)三種并/串型(a),(b),(c)三種1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸101.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.1組合變換器的構(gòu)成圖1.4(e)副邊續(xù)流管串聯(lián)的正激變換器并/并型(a),(b),(c)三種并/串型(a),(b),(c)三種1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸111.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.1組合變換器的構(gòu)成圖1.4(f)副邊用耦合電感的正激變換器并/并型(a),(b),(c)三種并/串型(a),(b),(c)三種1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸121.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.2組合變換器的主要關(guān)系圖1.3(a)兩相同的雙管正激直流變換器輸入和輸出端并聯(lián)控制方式：交叉控制減小輸入電流脈動(dòng)減小輸出電壓脈動(dòng)電壓關(guān)系:器件電壓電流應(yīng)力同雙管正激直流變換器功率關(guān)系:輸出功率大一倍功率分配:電感電流連續(xù)，需專門均流控制芯片電感電流斷續(xù)，自動(dòng)均流1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸131.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.2組合變換器的主要關(guān)系圖1.3(b)共用續(xù)流管的副邊并聯(lián)控制方式：交叉控制電感電流脈動(dòng)頻率增大一倍電壓關(guān)系:功率關(guān)系:輸出功率增大一倍功率分配:自動(dòng)均流功率器件電壓應(yīng)力:電源側(cè)器件與1.3(a)同1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸141.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.2組合變換器的主要關(guān)系圖1.3(c)用耦合電感的輸出并聯(lián)組合變換器控制方式：交叉控制電壓關(guān)系:功率關(guān)系:大一倍,功率器件電壓應(yīng)力:耦合系數(shù)k=0,同1.3(a)耦合系數(shù)k=1,同1.3(b)自動(dòng)均流1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸151.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.2組合變換器的主要關(guān)系電感電流波形有三種變化方式圖1.5(a)K=0.2K=0.5圖1.5(b)1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸161.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.2組合變換器的主要關(guān)系電感電流波形有三種變化方式圖1.5(c)K=1等效電感電流脈動(dòng)頻率為開(kāi)關(guān)頻率的2倍

k在中間值,每個(gè)開(kāi)關(guān)周期,iLf1和iLf2為斷續(xù),二極管無(wú)反向恢復(fù);輸出輸入電壓比在nD和2nD之間.k=1.0時(shí),電流在兩電感線圈間交替變化,在MOSFET關(guān)斷期間,兩線圈電流轉(zhuǎn)換:Vo=2nDVin

1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸171.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.2組合變換器的主要關(guān)系圖1.3(d)輸入并聯(lián)輸出電容串聯(lián)組合雙管正激直流變換器控制方式：交叉控制電壓關(guān)系:m個(gè)變換器輸出端串聯(lián):器件電壓應(yīng)力:輸出功率，Pom=mPo

兩電壓源輸出串聯(lián),不存在均壓?jiǎn)栴}與單個(gè)雙管正激直流變換器相同輸出功率:輸出電壓，Vo=mnDVinP=2Po，Po為單個(gè)變換器的輸出功率控制方式，多路交叉輸入輸出脈動(dòng)，減小1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸181.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.2組合變換器的主要關(guān)系圖1.3(e)輸入并聯(lián)輸出續(xù)流管串聯(lián)雙管正激直流變換器控制方式：交叉控制電壓關(guān)系:m個(gè)變換器輸出端串聯(lián):器件電壓應(yīng)力:輸出功率，Pom=mPo

輸入側(cè)與單變換器同輸出功率:輸出電壓，Vo=mnDVinP=2Po控制方式，多路交叉1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸191.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.2組合變換器的主要關(guān)系圖1.3(f)輸入并聯(lián)輸出通過(guò)耦合電感串聯(lián)雙管正激變換器控制方式：交叉控制電壓關(guān)系:副邊整流管電壓應(yīng)力:輸出功率:P=2Po耦合系數(shù)k=1原邊續(xù)流管電壓應(yīng)力:1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸201.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2.3小結(jié)兩雙管正激直流變換器在輸入側(cè)并聯(lián)時(shí)，有六種副邊電路形式，三種并聯(lián)，三種串聯(lián)。采用交叉控制方式，有利于減少輸入電流和輸出電壓的脈動(dòng)，減少濾波器尺寸。并串型組合變換器副邊二極管的電壓應(yīng)力比并并型小；并并型組合變換器副邊續(xù)流管的電壓應(yīng)力和工作頻率以耦合電感型（k=1）最??；并串型耦合電感組合變換器的副邊二極管電壓應(yīng)力最??；1.2輸入側(cè)并聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.2輸211.3輸入并聯(lián)的四個(gè)雙管正激直流變換器的組合1.3.1組合變換器的構(gòu)成及控制方式圖1.6Vo=Vo1+Vo2=2Vo1,Vo1=Vo2控制方式:F1,F2分別為交叉控制F1與F2信號(hào)交叉1/4開(kāi)關(guān)周期1.3輸入并聯(lián)的四個(gè)雙管正激直流變換器的組合1.3輸入并聯(lián)的四個(gè)雙管正激直流變換器的組合1.3.1221.3輸入并聯(lián)的四個(gè)雙管正激直流變換器的組合1.3.2主要關(guān)系變換器1與變換器2為輸入并聯(lián)輸出續(xù)流管串聯(lián)電路Vo=2Vo1=4nDVin變換器1與變換器2為輸入并聯(lián)輸出耦合電感串聯(lián)電路Vo=8nDVin輸入電流脈動(dòng)1.3輸入并聯(lián)的四個(gè)雙管正激直流變換器的組合在D=T/4和T/2時(shí),輸出電流脈動(dòng)取決于輸出濾波電感D在T/4~T/2之間,輸出電流最大值和最小值之比為2:1輸出電壓脈動(dòng)兩變換器輸出電壓Vo1和Vo2脈動(dòng)相位反相,故合成電壓脈動(dòng)很小,有利于用MOSFET器件構(gòu)成功率較大的電源1.3輸入并聯(lián)的四個(gè)雙管正激直流變換器的組合1.3.2231.4雙管正激直流變換器的磁集成1.4.1主電路構(gòu)成及控制方式圖1.7磁集成變壓器,2個(gè)原邊繞組，1個(gè)副邊繞組，原邊連接方式副邊整流濾波電路：橋式，全波，倍流整流控制方式Q1Q2/Q3Q4交叉控制變壓器鐵芯工作于1、3象限，提高鐵芯利用率，使之和橋式變換器相同1.4雙管正激直流變換器的磁集成1.4雙管正激直流變換器的磁集成1.4.1主電路構(gòu)成241.4雙管正激直流變換器的磁集成1.4.2工作原理圖1.8工作模式1.t=t0~ton2.t=ton~T/23.t=T/2~T/2+ton4.t=T/2+ton~T1.4雙管正激直流變換器的磁集成1.4雙管正激直流變換器的磁集成1.4.2工作原理圖251.4雙管正激直流變換器的磁集成1.4.3主要關(guān)系1.4.4特點(diǎn)變壓器鐵芯雙向磁化兩電路占空比不等。管壓降不同和變壓器原邊匝數(shù)不相同導(dǎo)致鐵芯偏磁，但不會(huì)偏磁導(dǎo)致鐵芯飽和原邊環(huán)流的形成及抑制1.4雙管正激直流變換器的磁集成1.4雙管正激直流變換器的磁集成1.4.3主要關(guān)系1261.4雙管正激直流變換器的磁集成1.4.5和橋式直流變換器的比較1.4雙管正激直流變換器的磁集成變壓器鐵芯雙向磁化輸出整流濾波電路相同無(wú)偏磁，不會(huì)引起直通短路原邊環(huán)流較小，空載損耗小占空比丟失小實(shí)現(xiàn)ZVS或ZVZCS工作要另加電路1.4雙管正激直流變換器的磁集成1.4.5和橋式直流271.5輸入側(cè)串聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.5.1主電路構(gòu)成和控制方式1.5輸入側(cè)串聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合圖1.9兩正激變換器的原邊經(jīng)C1C2串聯(lián)

副邊(1)共用續(xù)流管并聯(lián)

(2)兩續(xù)流管串聯(lián)

Vo=nDVin交叉控制Vc1Vc2控制:均壓電路;控制參數(shù),自然均流低壓器件用于高輸入電壓場(chǎng)合1.5輸入側(cè)串聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.5.1281.5輸入側(cè)串聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.5.2電感電流不連續(xù)時(shí)Vc1Vc2均壓原理1.5輸入側(cè)串聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合占空比不同，管壓降不同。變壓器的漏感和磁化電感不同，只要在一定范圍內(nèi)，C1C2電壓差很小。1.5輸入側(cè)串聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.5.2291.5輸入側(cè)串聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.5.3電感電流連續(xù)時(shí)影響Vc1Vc2均壓的因素1.5輸入側(cè)串聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合C1C2值不同對(duì)Vc=Vc1-Vc2影響很?。淮呕姼泻凸軌航挡煌绊懶∽儔浩髟吢└袑?duì)Vc有影響，漏感大，Vc大占空比不同對(duì)Vc的影響，D大，Vc小用同一控制芯片的實(shí)際電路合理控制參數(shù)，可在瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)情況下實(shí)現(xiàn)C1C2的均壓1.5輸入側(cè)串聯(lián)的兩個(gè)雙管正激直流變換器組合1.5.3302.直流變壓器3.雙降壓式單相逆變器4.

四橋臂三相逆變器內(nèi)容提要1.雙管正激直流變換器及其組合2.直流變壓器3.雙降壓式單相逆變器4.四橋臂三312.1直流變換器的定義和功用2.2對(duì)直流變壓器的基本要求2.3直流變壓器的類型2.4半橋直流變壓器2.5橋式直流變壓器2.直流變壓器2.直流變壓器2.6推挽和推挽正激直流變壓器2.7雙管正激直流變壓器2.1直流變換器的定義和功用2.2對(duì)直流變壓器的基本322.1直流變壓器的定義和功用2.1直流變壓器的定義和功用和交流變壓器類似，將一種直流電壓變換成與之成正比的另一種或多種直流電壓檢測(cè)用直流變壓器傳輸功率用直流變壓器高功率和高功率密度2.1直流變壓器的定義和功用2.1直流變壓器的定義和332.2對(duì)直流變壓器的基本要求實(shí)現(xiàn)輸入輸出電壓的電氣隔離和輸入輸出的比例關(guān)系在工作范圍內(nèi)不會(huì)因偏磁引起鐵芯飽和2.2對(duì)直流變壓器的基本要求寬頻帶和足夠?qū)挼墓ぷ麟妷悍秶ぷ骺煽浚瑳](méi)有器件直通等潛在缺陷對(duì)電源和用電設(shè)備干擾小使用簡(jiǎn)單，內(nèi)部控制電源滿足直流變壓器的使用要求2.2對(duì)直流變壓器的基本要求實(shí)現(xiàn)輸入輸出電壓的電氣隔離和342.3直流變壓器的類型單向直流變壓器（自激式，它控式）組合式直流變壓器直流變壓器的并聯(lián)與串聯(lián)雙向直流變壓器2.3直流變壓器的類型2.3直流變壓器的類型單向直流變壓器（自激式，352.4.1理想半橋式直流變壓器主電路假定

圖2.1單向半橋直流變壓器理想開(kāi)關(guān)Q1Q2,理想整流管D3D4理想變壓器,磁化電感大,無(wú)漏磁,無(wú)損耗C1=C2輸出濾波電感為零2.4半橋式直流變壓器2.4.1理想半橋式直流變壓器主電路假定圖2.1單向362.4.1理想半橋式直流變壓器理想半橋直流變壓器的工作原理和工作波形2.4半橋式直流變壓器

圖2.2單向半橋直流變壓器理想波形Q1Q2互補(bǔ)導(dǎo)通輸入輸出端有極性輸入輸出電流無(wú)脈動(dòng)2.4.1理想半橋式直流變壓器理想半橋直流變壓器的工作原372.4.1理想半橋式直流變壓器雙向半橋直流變壓器2.4半橋式直流變壓器

圖2.3雙向半橋直流變壓器Q1Q3Q2Q4互補(bǔ)導(dǎo)通控制方式能量自V1至V2Q1

on,Q3為同步整流管Q2

on,Q4為同步整流管能量自V2至V1Q3或Q4

on,Q1或Q2為同步整流管2.4.1理想半橋式直流變壓器雙向半橋直流變壓器2.4382.4.2實(shí)際半橋式直流變壓器主電路2.4半橋式直流變壓器

圖2.4實(shí)際半橋直流變壓器主電路2.4.2實(shí)際半橋式直流變壓器主電路2.4半橋式直流392.4.2實(shí)際半橋式直流變壓器工作原理與波形2.4半橋式直流變壓器

圖2.5半橋直流變壓器波形圖td死區(qū)時(shí)間VAB方波，漏感續(xù)流Q1關(guān)斷，Q2ZVS開(kāi)通，使減小Vo脈動(dòng)HF開(kāi)關(guān)，C1=C2，無(wú)偏磁貯能電容C1C2降低響應(yīng)速度，引起電流沖擊2.4.2實(shí)際半橋式直流變壓器工作原理與波形2.4半402.5橋式直流變壓器2.5橋式直流變壓器2.5.1主電路和控制方式

圖2.6全橋直流變壓器主電路圖Cb隔直電容中高壓輸出：全橋整流低中壓輸出：全波整流Cf濾波電容Ls變壓器漏感雙極性控制，Q1~4ZVS開(kāi)通2.5橋式直流變壓器2.5橋式直流變壓器2.5.1412.5橋式直流變壓器2.5.2主要關(guān)系td死區(qū)時(shí)間引起輸入電流脈動(dòng)和輸出電壓脈動(dòng)與Ls配合實(shí)現(xiàn)MOSFETZVS開(kāi)通Cb隔直電容防止鐵芯偏磁飽和影響輸出電壓脈動(dòng)VAB=Vin-Vcb2.5橋式直流變壓器2.5.2主要關(guān)系td死區(qū)時(shí)間422.5橋式直流變壓器2.5.3雙向橋式直流變壓器

圖2.7雙向全橋直流變壓器橋臂直通可能性Cb防止了偏磁飽和，引起了輸出電壓脈動(dòng)2.5橋式直流變壓器2.5.3雙向橋式直流變壓器圖432.6推挽直流變壓器2.6推挽直流變壓器2.6.1推挽直流變壓器

圖2.8推挽直流變壓器主電路Q1Q2互補(bǔ)導(dǎo)通，有死區(qū)時(shí)間td漏感使Q1關(guān)斷時(shí)有電壓尖峰變壓器原邊繞組低漏磁結(jié)構(gòu)鐵芯偏磁導(dǎo)致飽和2.6推挽直流變壓器2.6推挽直流變壓器2.6.1442.6推挽直流變壓器2.6.2推挽正激直流變壓器

圖2.9推挽正激直流變壓器主電路主電路構(gòu)成Cb原邊吸收電容副邊全波整流全橋整流Q1Q2互補(bǔ)導(dǎo)通，有死區(qū)時(shí)間2.6推挽直流變壓器2.6.2推挽正激直流變壓器圖452.6推挽直流變壓器2.6.2推挽正激直流變壓器

圖2.10主要波形工作原理和主要波形Q1on，電源向Wp1供電，Cb經(jīng)Wp2放電Q1off，iwp1續(xù)流，Cb充電，Q2ZVSoniwp2漏感能量向電源釋放Q2on，電源向Wp2供電，Cb經(jīng)Wp1放電Q2off，iwp2續(xù)流，Cb充電，Q1ZVSoniwp1漏感能量向電源釋放2.6推挽直流變壓器2.6.2推挽正激直流變壓器圖462.6推挽直流變壓器2.6.2推挽正激直流變壓器無(wú)偏磁飽和,無(wú)Q直通問(wèn)題推挽正激直流變壓器特點(diǎn)Cb吸收Q關(guān)斷時(shí)的變壓器漏感貯量Q為ZVSturnon,可高頻工作2.6推挽直流變壓器2.6.2推挽正激直流變壓器無(wú)偏472.6推挽直流變壓器2.6.3雙向推挽正激直流變壓器

圖2.11雙向推挽正激直流變壓器主電路Q1Q3,Q2Q4互補(bǔ)死區(qū)時(shí)間實(shí)現(xiàn)ZVS能量從V1至V2,Q3Q4為同步整流工作能量從V2至V1,Q1Q2為同步整流工作2.6推挽直流變壓器2.6.3雙向推挽正激直流變壓器482.7.1主電路構(gòu)成

圖2.12雙管正激直流變壓器磁集成結(jié)構(gòu)2.7雙管推挽直流變壓器2.7雙管推挽直流變壓器共用磁復(fù)位二極管D5D6副邊整流電路全波整流橋式整流有鉗位電容的整流2.7.1主電路構(gòu)成圖2.12雙管正激直流變壓器磁集492.7.2控制方式與ZVS開(kāi)通2.7雙管推挽直流變壓器鐵芯有適當(dāng)氣隙,加大磁化電流,使輕載時(shí)實(shí)現(xiàn)ZVSQ1Q2,Q3Q4互補(bǔ)導(dǎo)通死區(qū)時(shí)間借助漏感能量實(shí)現(xiàn)ZVS開(kāi)通2.7.2控制方式與ZVS開(kāi)通2.7雙管推挽直流變壓502.直流變壓器3.雙降壓式單相逆變器4.

四橋臂三相逆變器內(nèi)容提要1.雙管正激直流變換器及其組合2.直流變壓器3.雙降壓式單相逆變器4.四橋臂三513.降壓式單相逆變器3.1半橋和全橋單相逆變器遇到的困難3.2雙降壓式單相逆變器3.3三電平雙降壓式單相逆變器3.4三個(gè)單相逆變器組合成三相逆變器3.

降壓式單相逆變器3.降壓式單相逆變器3.1半橋和全橋單相逆變器遇到的困523.1半橋和全橋單相逆變器遇到的困難3.1半橋和全橋單相逆變器遇到的困難3.1.1半橋逆變器的主電路(a)(b)

圖3.1單相半橋逆變器主電路3.1半橋和全橋單相逆變器遇到的困難3.1半橋和全橋533.1半橋和全橋單相逆變器遇到的困難3.1.2半橋和全橋逆變器遇到的困難橋臂直通設(shè)置死區(qū)時(shí)間,失真度大MOSFET內(nèi)置二極管,反向恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng),反向恢復(fù)電流大MOS開(kāi)通電流:iLf,ic,irr,isniLf

濾波電感電流icMOS結(jié)電容電流irr續(xù)流管反向恢復(fù)電流isn并接于MOS的吸收電路電流3.1半橋和全橋單相逆變器遇到的困難3.1.2半橋和543.1半橋和全橋單相逆變器遇到的困難3.1.3減小反向恢復(fù)電流的辦法MOSFET串肖特基二極管,并反向恢復(fù)二極管減小反向恢復(fù)電流與反向恢復(fù)時(shí)間加大通態(tài)壓降直通與死區(qū)問(wèn)題未解決3.1半橋和全橋單相逆變器遇到的困難3.1.3減小反553.2雙降壓式單相逆變器3.2.1主電路構(gòu)成3.2雙降壓式單相逆變器

圖3.2雙Buck逆變器主電路圖（a）及其簡(jiǎn)化電路（b）（a）（b）雙電源兩個(gè)BuckQ1D1L1提供電流正半周Q2D2L2提供電流負(fù)半周3.2雙降壓式單相逆變器3.2.1主電路構(gòu)成3.2563.2.2電源特點(diǎn)3.2雙降壓式單相逆變器無(wú)橋臂直通續(xù)流管D1可用快恢復(fù)管或肖特基管，減小或消除反向恢復(fù)消除死區(qū)引起的電路非線性和波形畸變有兩個(gè)濾波電感多用兩個(gè)二極管3.2.2電源特點(diǎn)3.2雙降壓式單相逆變器無(wú)橋臂直通573.2.3有偏置工作方式3.2雙降壓式單相逆變器1.逆變器輸出電流io濾波電感電流

圖3.3有偏置的電感電流與輸出電流3.2.3有偏置工作方式3.2雙降壓式單相逆變器1.583.2雙降壓式單相逆變器Q1導(dǎo)通2.電感電流與開(kāi)關(guān)狀態(tài)截止Q2導(dǎo)通截止L=L1=L2，Vo輸出電壓3.2雙降壓式單相逆變器Q1導(dǎo)通2.電感電流與開(kāi)關(guān)593.2雙降壓式單相逆變器穩(wěn)態(tài)時(shí)Q導(dǎo)通時(shí)加與L上電壓伏秒面積等Q截止時(shí)的伏秒面積3.輸出電壓Vo與導(dǎo)通比DD為Q1的

導(dǎo)通比設(shè)D2為Q2的占空比有偏置時(shí)，上述兩式應(yīng)相等，故即Q1Q2為互補(bǔ)導(dǎo)通3.2雙降壓式單相逆變器穩(wěn)態(tài)時(shí)Q導(dǎo)通時(shí)加與L上電壓伏秒603.2雙降壓式單相逆變器4.開(kāi)關(guān)組合狀態(tài)和AB點(diǎn)電位關(guān)系3.2雙降壓式單相逆變器4.開(kāi)關(guān)組合狀態(tài)和AB點(diǎn)電位613.2雙降壓式單相逆變器5.控制框圖

圖3.4SPWM控制電路框圖3.2雙降壓式單相逆變器5.控制框圖圖3.4S623.2雙降壓式單相逆變器5.SPWM控制主要波形

圖3.5SPWM控制主要波形當(dāng)Ue(t)為正弦信號(hào)時(shí),逆變器iL1,iL2和io波形的平均值如圖3.33.2雙降壓式單相逆變器5.SPWM控制主要波形633.2.3無(wú)偏置工作方式3.2雙降壓式單相逆變器1.有偏置工作方式的缺點(diǎn)有偏置電流，加大器件和電感電流的損耗，降低效率2.無(wú)偏置工作方式原理逆變器空載工作電感電流使空載輸出電壓為正弦波逆變器負(fù)載工作負(fù)載電流正半周期等于iL1，負(fù)載電流負(fù)半周期等于iL2圖3.6無(wú)偏置電流工作方式波形圖3.2.3無(wú)偏置工作方式3.2雙降壓式單相逆變器1.643.2雙降壓式單相逆變器3.無(wú)偏置電流控制框圖圖3.7無(wú)偏置電流控制框圖3.2雙降壓式單相逆變器3.無(wú)偏置電流控制框圖圖3.653.2雙降壓式單相逆變器4.115V400Hz1000VA逆變器主要技術(shù)數(shù)據(jù)3.2雙降壓式單相逆變器4.115V400Hz1663.3三電平雙降壓式逆變器3.3.1半橋和雙降壓式單相逆變器的缺點(diǎn)3.3三電平雙降壓式逆變器電源電壓利用率低:輸出電壓115VAC,電源電壓360VDC,器件電壓500V輸出電壓220VAC,電源電壓720VDC,器件電壓900~1000V即電源電壓>2*逆變器輸出電壓峰值Vo,Vo為有效值三電平雙降壓式逆變器特點(diǎn):器件承受電壓降低一半橋臂可輸出三電平功率器件增加一倍3.3三電平雙降壓式逆變器3.3.1半橋和雙降壓式單673.3.2三電平雙降壓式逆變器的主電路3.3三電平雙降壓式逆變器圖3.8三電平雙降壓式逆變器主電路圖D1~D4快恢復(fù)二極管Q1~Q4MOSFETL1,L2濾波電感Cf濾波電容3.3.2三電平雙降壓式逆變器的主電路3.3三電平雙683.3.3電路特點(diǎn)和器件耐壓3.3三電平雙降壓式逆變器橋臂無(wú)直通不需設(shè)計(jì)死區(qū)時(shí)間輸出三電平波形+Vd,-Vd,0;Q1Q2on,VA=+VdQ1off,Q2on,D1續(xù)流,VA=0Q1Q2off,D2續(xù)流,VA=-VdQ1~Q4VdD1,D3VdD2,D42Vd3.3.3電路特點(diǎn)和器件耐壓3.3三電平雙降壓式逆變693.3.4無(wú)偏置工作方式3.3三電平雙降壓式逆變器io的正向電流和iL1同，io的反向電流和iL2同三電平輸出實(shí)現(xiàn)逆變器的單極性工作方式，可減小濾波電感和輸出電壓失真度3.3.4無(wú)偏置工作方式3.3三電平雙降壓式逆變器i703.3.4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)3.3三電平雙降壓式逆變器3.3.4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)3.3三電平雙降壓式逆變器713.3.6三電平半橋逆變器3.3三電平雙降壓式逆變器圖3.9三電平半橋逆變器主電路圖三態(tài)調(diào)制D1D3為快恢復(fù)管改善反向恢復(fù)特性橋臂直通可能性減少死區(qū)時(shí)間顯著減小3.3.6三電平半橋逆變器3.3三電平雙降壓式逆變器722.直流變壓器3.雙降壓式單相逆變器4.四橋臂三相逆變器內(nèi)容提要1.雙管正激直流變換器及其組合2.直流變壓器3.雙降壓式單相逆變器4.四橋臂三734.四橋臂三相逆變器4.1四橋臂三相逆變器的應(yīng)用4.2四橋臂三相逆變器的PWM控制4.3四橋臂三相逆變器的空間矢量調(diào)制4.4電流電壓雙閉環(huán)控制的四橋臂三相逆變器3.

降壓式單相逆變器4.四橋臂三相逆變器4.1四橋臂三相逆變器的應(yīng)用4.2744.1四橋臂三相逆變器的應(yīng)用4.1.1四橋臂三相逆變器的構(gòu)成4.1四橋臂三相逆變器的應(yīng)用其中一個(gè)橋臂輸出中點(diǎn)電壓，實(shí)現(xiàn)三相四線制輸出4.1.2三相逆變器構(gòu)成三相四線輸出的方法由電源和電容器形成穩(wěn)定的中點(diǎn)電位采用中點(diǎn)形成變壓器全功率或變壓器自耦式中點(diǎn)形成變壓器4.1四橋臂三相逆變器的應(yīng)用4.1.1四橋臂三相逆變754.1.3主電路圖和基本關(guān)系4.1四橋臂三相逆變器的應(yīng)用圖4.1四橋臂三相逆變器主電路4.1.3主電路圖和基本關(guān)系4.1四橋臂三相逆變器的764.2四橋臂三相逆變器的PWM控制4.2.1三相逆變器的PWM控制4.2四橋臂三相逆變器的PWM控制采用正弦控制電壓Vc與三角波電壓VT交截方法理想情況下橋臂輸出電壓4.2四橋臂三相逆變器的PWM控制4.2.1三相逆變774.2四橋臂三相逆變器的PWM控制4.2.1三相逆變器的PWM控制4.2四橋臂三相逆變器的PWM控制采用正弦控制電壓Vc與三角波電壓VT其交截方法又三相對(duì)稱負(fù)載下得4.2四橋臂三相逆變器的PWM控制4.2.1三相逆變784.2四橋臂三相逆變器的PWM控制2.三次諧波注入法提高電壓利用率注入三次諧波目的是在Vo1Vo2Vo3不變的情況下降低V1，2，3，降低Vin圖4.2三次諧波與Vo1間相位關(guān)系三次諧波相位關(guān)系此時(shí)應(yīng)使此時(shí)V1可減小。故注入三次諧波最大可使V1的值降到當(dāng)時(shí)V1為4.2四橋臂三相逆變器的PWM控制2.三次諧波注入法794.2四橋臂三相逆變器的PWM控制令4.2.2四橋臂三相逆變器的三次諧波注入PWM控制在m=1，0.14<K<0.2時(shí)有則不計(jì)VL1,VL2,VL34.2四橋臂三相逆變器的PWM控制令4.2.2四橋臂804.3四橋臂三相逆變器的空間