第7章软开关技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,第,7,章 软开关技术,引言,7.1,软开关的基本概念,7.2,软开关电路的分类,7.3,典型的软开关电路,本章小结,2,第,7,章 软开关技术,引言,变流装置,的,发展趋势,-,高频化,小型化,优点,:,滤波器、变压器体积和重量减小,L=X,L,/,C=G,C,/,m,U/(N),问题,:,开关损耗、电磁干扰增大。,解决,-,软开关技术,:,降低开关损耗和开关噪声。,进一步提高开关频率。,3,7.1.1,硬开关和软开关,硬开关：,开关过程中电压和电流均不为零，出现了重叠,-,功率损耗,电压、电流变化很快，波形有过冲，导致开关噪声。,功耗与噪声随着开关频率的提高而增大,t,0,a,）硬开关的开通过程,b,）硬开关的关断过程,图,7,1,硬开关的开关过程,u,i,P,0,u,i,t,u,u,i,i,P,0,0,4,7.1.1,硬开关和软开关,软开关：,在原电路中增加了小电感、电容等谐振元件，在开关过程前后引入谐振,-,消除电压、电流的重叠。,降低开关损耗和开关噪声。,理想开关过程,:,0,压导通,0,流关断,-,开通和关断,0,损耗,0,噪声,5,7.1.2,零电压开关和零电流开关,理想开关过程,:,0,压导通,0,流关断,-,开通和关断,0,损耗,0,噪声,但电路复杂,.,常用开关过程,:,0,压开关,-,导通：,0,损耗,0,噪声；,关断：小损耗小噪声,0,压开关,常用电路,开关,并,C,；反并,D,；配合外部,L,等电路,0,压关断,:0,压导通,:,降,du/dt LC,等电路先导通,D,6,7.2,软开关电路的分类,根据电压电流特征分,-,零压和零流电路。,根据技术及发展分成,-,准谐振、零开关,PWM,和零转换,PWM,电路。,每一种软开关电路都可以用于降压型、升压型等不同电路，可以从基本开关单元导出具体电路。,7,7.3,典型的软开关电路,8,7.3.1,零电压开关准谐振电路,1,）,电路结构,例降压型斩波器的,零电压开关准谐振电路,。,设,L,、,C,很大,，可等效为电流源和电压源，忽略电路中的损耗。,图,7-7,零电压开关准谐振电路原理图,9,S,作,0,压关断,(S,通时,Cr,为,0,压,);,i,L,转,Cr,2.S,断后,i,L,充电,Cr(,左正,),至,UcrUi+e,Lr,VD,通续流,i,L,3.VD,通,Cr,与,Lr,谐振,Cr,先,后,反压,导通,VDs,S,为,0,压待通,.,VDs,续流,i,Lr,维持导通,由波形,:Cr,电压峰值,2Ui,准谐振,(,不完整谐振,),电压高,无功损耗较大,.,2,）,工作原理,图,7-8,零电压开关准谐振电路的理想波形,+-,-+,10,7.3.3,移相全桥,0,压开关,PWM,电路,目前应用最广泛的软开关电路之一,特点,:,电路简单。,仅增一谐振电感，使四个开关均,0,压开通。,11,7.3.3,移相全桥,0,压开关,PWM,电路,控制方式,:,纵向差,180,横向差,=0180,S:,1,4,-,24,-,2,3,-,13,-,1,4,.,工作过程,:,(1),原,S1,S4,通,i,Lr,左至右,;C2,上正,(2)S1,作,0,压关断,C2,放电,C1,充电续流,i,Lr,A,点电位降,0,负,;,(3)D2,导通续流,i,Lr,-,S2,为,0,压导通,(4),稍后,(),(5)S4,作,0,压关断,C4,充电,C3,放电续流,i,Lr,B,点电位升至,Ui,(6)D3,导通续流,iLr,S3,为,0,压导通,S 1,4,S2,3,+,-,+,-,+,-,+,-,12,7.3.4,升压斩波器的零电压转换软开关电路,工作原理：,S,零压关断,Cr,升压到,Uo,VD,导通续流,S,导通前,0,压转换,:,(1),辅助,S,1,先,硬导通,。,i,Lr,因,Lr,上升不快,S1,功耗不大,L,和,Cr(C),充电,Lr,至,i,Lr,i,L,VD,关断,(3)Lr,Cr,谐振,至,Cr,电压降,0-,VDs,导通,0,压转换,(4),S,为,0,压导通,(5)S1,硬关断,由,VD1,续流,i,Lr,在,Uo,作用下很快降,0,普通升压斩波器,S,开关时,有,Uoi,L,高压大电流变化,开关损耗大,加,0,压转换软开关电路如图,降低损耗提高效率,。,+,-,已在功率因数校正电路应用,13,作业,10X,10,1,简述变流装置高频化优点、问题、解决方法。,10,2,简述理想软开关过程与特点。,10,3,简述常用软开关过程与特点。,10,4,简述实现,0,压开关基本电路。,*,10,5,移相逆变全桥,0,压软开关电路中,S1,断,S2,通过程,简述,:,S1,断,Lr,恒压,/,恒流,C1,充电,/,放电,A,点电位,上升,/,下降,(C2,充电,/,放电,)UA,0D2,导,通,/,关断,S2,可,0,压导通,