电力电子技术第十讲第三章实用课件

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,*,电力电子技术,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,*,电力电子技术,电力电子技术,*,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,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,*,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,*,*,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,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,*,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,*,合肥工业大学电力电子技术第十讲第三章,3.4,变压器隔离型,DC/DC,变换器,为了解决这一问题，通常有两种办法：,方法,1,电压等级合适的工频交流电压,所需直流电压,电网电压,工频变压器,整流滤波,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,3.4,变压器隔离型,DC/DC,变换器,为了解决这一问题，通常有两种办法：,方法,2,其中从初级直流电压到负载所需要的直流电压的变换称隔离型,DC/DC,变换,整流滤波,斩波或逆变电路,高频变压器,整流滤波,负载所需要的直流电压,合适电压等级的高频交流电,高频的脉冲或交流电,初级直流电压,电网电压,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,隔离型,Buck,变换器单端正激式变换器,基本的,Buck,变换器如图,3-13a,所示,A,O,点之间的电压波形为方波，如图,3-13b,所示,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,隔离型,Buck,变换器单端正激式变换器,图,3-14,隔离型,Buck,变换器,将这一方波电压接到变压器,T,的原边，则副边也将输出相同形状的方波,变压器副边输出接整流滤波电路，就可以得到,隔离型,Buck,变换器,，这种变换器的变压器原、副边同时工作，故也称为,单端正激（,Forward,）变换器,，如图,3-14,所示,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,对于隔离型,Buck,变换器，由于加在变压器原边是,单方向的脉冲电压,，当,VT,导通时，原边线圈加正向电压并通以正向电流，磁芯中的磁感应强度将达到某一值，由于磁芯的,磁滞效应,，当,VT,关断时，,线圈电压或电流回到零,，而,磁芯中磁通并不回到零,，这就是,剩磁通,剩磁通的累加可能导致,磁芯饱和,，因此需要进行,磁复位,隔离型,Buck,变换器单端正激式变换器,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,磁芯复位技术可以分成两种：,把铁芯的剩磁能量自然地转移，在为了,复位,所加的,电子元件,上消耗掉，或者把残存能量,馈送到输入端或输出端,通过,外部能量强迫,铁芯磁复位,隔离型,Buck,变换器大多采用将剩磁能量,馈送到输入端的再生式,磁芯复位方法进行磁复位,隔离型,Buck,变换器单端正激式变换器,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,隔离型Buck-Boost变换器-单端反激式变换器,隔离型BuckBoost变换器 单端反激式变换器,隔离型Buck-Boost变换器-单端反激式变换器,每单位时间内电源供给的能量，即输入功率Pi为:,1DC-DC变换器的基本结构,隔离型Buck-Boost变换器-单端反激式变换器,每单位时间内电源供给的能量，即输入功率Pi为:,变压器磁通不连续状态主要工作波形如图3-19(c)所示,隔离型Buck变换器-单端正激式变换器,2 DC-DC变换器换流及其特性分析,由于两个正激变换器的原边绕组和IGBT的反并联二极管互为对方的磁复位电路，可将原先的磁复位电路去掉就构成如图3-21(c)所示的推挽变换器,由于电感中电流方向不能突变，这时N2绕组上的感应电压使二极管VD导通,3复合型DC-DC变换器,4变压器隔离型DC-DC变换器,2 DC-DC变换器换流及其特性分析,隔离型BuckBoost变换器 单端反激式变换器,隔离型Buck变换器-单端正激式变换器,开关管漏源（或集射）极之间承受的电压为：,基本的Buck变换器如图3-13a所示,该输出可直接驱动功率MOSFET，具有1A的驱动（拉、灌）能力。,将图,3-14,所示隔离型,Buck,变换器加上,磁复位电路,就构成了如图,3-15,（,a,）所示的带有磁复位电路的隔离型,Buck,变换器,其中磁复位电路由,绕组,N,3,和,箝位二极管,VD,2,构成,图,3-14,图,3-15 a),目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,隔离型,Buck,变换器单端正激式变换器,隔离型,Buck,变换器单端正激式变换器,图,3-15,（,b,）,带有磁复位电路的隔离型,Buck,变换器电路主要工作波形如图,3-15,，一个工作周期分为,3,个阶段,（,a,）能量传递阶段,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,隔离型,Buck,变换器单端正激式变换器,图,3-15,（,b,）,带有磁复位电路的隔离型,Buck,变换器电路主要工作波形如图,3-15,，一个工作周期分为,3,个阶段,（,b,）磁芯复位阶段,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,隔离型,Buck,变换器单端正激式变换器,图,3-15,（,b,）,带有磁复位电路的隔离型,Buck,变换器电路主要工作波形如图,3-15,，一个工作周期分为,3,个阶段,（,c,）电感续流阶段,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,隔离型,Buck,变换器单端正激式变换器,t,0,t,1,阶段，,能量传递阶段,如图,3-16(a),所示,VT,导通，经变压器耦合和二极管,VD,向负载传输能量此时，滤波电感,L,储能,（,a,）能量传递阶段,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,隔离型,Buck,变换器单端正激式变换器,（,a,）能量传递阶段,输出电压,（,3-52,）,二极管,VDn,承受的反向电压,（,3-53,）,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,隔离型,Buck,变换器单端正激式变换器,t,1,t,2,阶段，,磁芯复位阶段,如图,3-16(b),所示,VT,截止，,N,3,承受上正下负的电压，,N,1,N,2,将承受下正上负的电压，二极管,VD,截止,电感,L,中产生的感应电势使续流二极管,VD,1,导通，电感,L,中储存的能量通过二极管,VD,1,向负载释放,（,b,）磁芯复位阶段,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,推挽式变换器,全桥变换器,半桥变换器,变压器磁芯中的剩磁能量通过,VD,2,和,N,3,馈送到电源,u,o,=0,二极管,VD,承受的电压为：,开关管漏源（或集射）极之间承受的电压为：,隔离型,Buck,变换器单端正激式变换器,（,b,）磁芯复位阶段,（,3-54,）,（,3-55,）,目录,学习指导,3.1DC-DC,变换器的基本结构,3.2 DC-DC,变换器换流及其特性分析,3.3,复合型,DC-DC,变换器,3.4,变压器隔离型,DC-DC,变换器,隔离型,Buck,变换器,-,单端正激式变换器,隔离型,Buck-Boost,变换器,-,单端反激式变换器,隔离型,Cuk,变换器,