电力电子器件与变换电路(1)ppt课件

1、电力电子与现代生活电力电子与现代生活 第第2 2章章 电力电子器件与变换电路电力电子器件与变换电路 2.8 整流电路 2.9 直流-直流变流电路 2.10 交流-交流变流电路 2.11 逆变电路 2.12 PWM控制技术 第二部分第二部分 电力电子变换电路电力电子变换电路2.8 整流电路整流电路整流电路：将交流电变换为固定或可调的直流电的电路。整流电路：将交流电变换为固定或可调的直流电的电路。交流电英语简写交流电英语简写AC是指大小和方向都发生周期性变化是指大小和方向都发生周期性变化的电流，由于周期电流在一个周期内的平均值为零，称为的电流，由于周期电流在一个周期内的平均值为零，称为交变电流或简

2、称交流电。交变电流或简称交流电。交流电可以有效传输电力。通常波形为正弦曲线。市电就交流电可以有效传输电力。通常波形为正弦曲线。市电就是正弦交流电。普通频率是是正弦交流电。普通频率是50Hz (或或60Hz)。 实践上还有运用其他的波形，例如三角形波、正方形波。实践上还有运用其他的波形，例如三角形波、正方形波。家庭用电普通均为单相交流电，工业用电普通三相交流家庭用电普通均为单相交流电，工业用电普通三相交流电。电。 wt0wt1p2 pu2.8 整流电路整流电路直流电：简称直流电：简称DC，是指方向不随时间发生改，是指方向不随时间发生改动的电流。但电流大小能够不固定。动的电流。但电流大小能够不固定

3、。 恒定直流是直流电的一种，是大小和方向都不变的恒定直流是直流电的一种，是大小和方向都不变的直流电。直流电。脉动直流电脉动直流电 是指方向不变，但大小随时间变化，是指方向不变，但大小随时间变化，比如：把交流电经过晶闸管整流后得到的就是典型比如：把交流电经过晶闸管整流后得到的就是典型脉动直流电。脉动直流电。脉动直流电，只需经过滤波电感或电容后，才脉动直流电，只需经过滤波电感或电容后，才变成平滑的直流电。变成平滑的直流电。 wt0uwt0u2.8 整流电路整流电路整流电路：是利用电力电子器件二极管、晶闸管、整流电路：是利用电力电子器件二极管、晶闸管、IGBT等的单导游电性，将正负交替变化的交流电压

4、单相、等的单导游电性，将正负交替变化的交流电压单相、三相变换为正向脉动电压的电路。三相变换为正向脉动电压的电路。大多情况下，脉动电压需经过滤波，才干运用。大多情况下，脉动电压需经过滤波，才干运用。整流电路的运用极其广泛：整流电路的运用极其广泛：各种电子设备均需求直流电，如计算机、电视、音箱、电各种电子设备均需求直流电，如计算机、电视、音箱、电信设备、医疗设备。信设备、医疗设备。工业中电解、电镀，直流电动机调速，高压直流输电。工业中电解、电镀，直流电动机调速，高压直流输电。工业及家用变频调速设备，均需求将工频交流电先整流成工业及家用变频调速设备，均需求将工频交流电先整流成直流，再逆变成不同频率的

5、交流电，如变频空调等。直流，再逆变成不同频率的交流电，如变频空调等。各种类型的蓄电池充电器，如手机、电瓶车、电动汽车。各种类型的蓄电池充电器，如手机、电瓶车、电动汽车。2.8 整流电路整流电路整流电路有多种分类方式，按照相数可以分为：1、单相半波不可控整流电路、单相半波不可控整流电路输出输出电压电压2、单相桥式不可控整流电路、单相桥式不可控整流电路输出输出电压电压2、单相桥式不可控整流电路电容滤波、单相桥式不可控整流电路电容滤波+RCu1u2i2VD1VD3VD2VD4idiCiRud根本任务过程：根本任务过程：在u2正半周过零点至wt = 0期间，因u20； 大小与控制角a有关； a添加，输

6、出电压减小。输出电流：波形平滑，对负载有利。2OwtOwtOwtudidIdu电感滤波后，输电感滤波后，输出电流很平滑出电流很平滑输出输出电压电压u三个二极管分别接入a、b、c三相电源，其阴极衔接在一同共阴极接法 。u二极管换相时辰为自然换相点，将其作为计算各晶闸管触发角a的起点，即a =0。1、三相半波不可控整流电路、三相半波不可控整流电路共阴极的二极管，阳极电位高的导通。阳极电位低的接受反压。Rid D D Dv变压器，三相交流电，二极管输出输出电压电压2、三相半波可控整流电路、三相半波可控整流电路将二极管改换为晶闸管。将二极管改换为晶闸管。不同的控制角，输出电压不同的控制角，输出电压波形

7、不同，大小也不同。波形不同，大小也不同。电阻负载：电阻负载：输出电压：为直流输出电压：为直流 ； 大小与控制角大小与控制角a有关；有关； a添加，输出电压减小。添加，输出电压减小。输出电流：波形与输出电输出电流：波形与输出电压一样，不平滑，对负压一样，不平滑，对负载不利。载不利。输出输出电压电压三相半波可控整流电路：三相半波可控整流电路：a = 30a = 30任务模态：3个SCR导通角：120 VT1 起、止相位：移相范围： 150 输出输出电压电压三相半波可控整流电路：三相半波可控整流电路：a = 60a = 60输出输出电压电压3、三相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路三相桥是运用最

8、为广泛的整流电路共阳极组共阳极组阳极衔接在一阳极衔接在一同的同的3个晶闸管个晶闸管VT4，VT6，VT2图2-17 三相桥式全控整流电路原理图导照射序： VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT6共阴极组共阴极组阴阴极衔接在一同的极衔接在一同的3个晶闸管个晶闸管VT1，VT3，VT5wwu2ud1ud2u2Luduabuacubcubaucaucbuabuacuaucubwt1OtOta = 0三相桥式全控整流电路带三相桥式全控整流电路带电阻负载电阻负载a=0时的波形时的波形输出输出电压电压三相桥式全控整流电路带电阻负载a =30 时的波形wwud1ud2a = 30OtOtuduaubucw

9、t1uabuacubcubaucaucbuabuac输出输出电压电压三相桥式全控整流电路带电阻负载a =60 时的波形wwa = 60ud1ud2uduabuacubcubaucaucbuabuacuaubucOtwt1Ot输出输出电压电压2.8.3 整流电路的有源逆变任务形状整流电路的有源逆变任务形状什么是逆变？什么是逆变？逆变Invertion把直流电转变成交流电，整流的逆过程。逆变电路把直流电逆变成交流电的电路。有源逆变电路交流侧和电网连结。 运用：直流可逆调速系统、交流绕线转子异步电动机串级调速以及高压直流输电等。无源逆变电路变流电路的交流侧不与电网联接，而直接接到负载，将在后面引见。

10、对于可控整流电路，满足一定条件就可任务于有源逆变，其电路方式未变，只是电路任务条件转变。既任务在整流形状又任务在逆变形状，称为变流电路。2.8.3 整流电路的有源逆变任务形状整流电路的有源逆变任务形状直流发电机直流发电机电动机系统电能的双向流转电动机系统电能的双向流转: 条件条件图2-44 直流发电机电动机之间电能的流转a两电动势同极性EG EM b两电动势同极性EM EG 两个电动势同极性相接时，电流总是从电动势高的流向低的，电动势高的电源输出功率。调理电动势，可实现电能双向传送。+- 同样，晶闸管电动机系统，满足一定条件，也可实现电能双向传送。2.8.3 整流电路的有源逆变任务形状整流电路

11、的有源逆变任务形状产生逆变的条件有二：产生逆变的条件有二：v有直流电动势，其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压。v 晶闸管的控制角 90 ，使Ud为负值。MLREMUd+-+-Id三相桥整流电路的有源逆变三相桥整流电路的有源逆变:2.8.3 整流电路的有源逆变任务形状整流电路的有源逆变任务形状三相桥式电路任务于有源逆变形状，不同逆变角时的输出电压波形及晶闸管两端电压波形如下图。图 三相桥式整流电路任务于有源逆变形状时的电压波形2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路 直流直流- -直流变换：将一个直流电压变换成为另一个可控的直流变换：将一个直流电压变换成为另一个可控的直流

12、输出电压，称之为直流输出电压，称之为DC-DCDC-DC变换。变换。直流直流- -直流变流器，它具有效率高、体积小、分量轻、本钱低直流变流器，它具有效率高、体积小、分量轻、本钱低等优点。等优点。现广泛运用于直流牵引变速拖动中，如由直流电网供电的地铁现广泛运用于直流牵引变速拖动中，如由直流电网供电的地铁车辆、城市无轨电车和电动汽车等；车辆、城市无轨电车和电动汽车等；还广泛运用于直流开关电源和电池供电的设备中，如通讯电源、还广泛运用于直流开关电源和电池供电的设备中，如通讯电源、电子笔记本、计算机、家用电器、远程控制器和手提等。电子笔记本、计算机、家用电器、远程控制器和手提等。2.9 直流直流-直流

13、变流电路直流变流电路假设知一个直流电压，怎样获得另一数值的直流电压？两种直流变换调理方式及比较：线性调理器方式: 如图3-1a所示，在这种方式中晶体管任务在线性任务区。晶体管模型可以用可调电阻RT等效，晶体管功率损耗较大。开关调理方式: 如图3-2a所示。假设：晶体管为理想开关，那么该晶体管关断时，阻抗极大；晶体管导通时，内阻为零；在理想开关情况下，晶体管损耗为零。2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路图3-1 a 线性调理器方式 b 等效电路 两种直流变换调理方式及比较：线性调理器方式两种直流变换调理方式及比较：线性调理器方式v线性调理方式，晶体管任务在线性形状，相当于一个可调电阻。v当

14、负载变化、或电源电压变化时，调理晶体管内阻，即可保证输出电压不变。v缺陷：晶体管功率损耗大，电路效率低，调理范围小。2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路a 开关调理方式图 b 等效电路图 c 输出电压v开关调理方式，晶体管任务在开关形状，相当于一个电气开关。v当负载变化、或电源电压变化时，调理晶体管闭合-断开时间的比例，即可保证输出电压不变。v缺陷：晶体管功率损耗小，电路效率高、调理范围大。两种直流变换调理方式及比较：开关调理方式两种直流变换调理方式及比较：开关调理方式2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路直流-直流变流DC/DC Converter分类：包括直接直流变流电路和间接直

15、流变流电路。 2.9.1 直接直流变流电路 也称 斩波电路DC Chopper。 普通是指直接将直流电变为另不断流电，这种情况下输入与输出之间不隔离。 2.9.2 间接直流变流电路 在直流变流电路中添加了交流环节。 在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此也称为直交直电路。 2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路 2.9.1 直接直流变流电路直接直流变流电路直流斩波电路直流斩波电路2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路 电路构造负载反电动势典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。开关续流二极管滤波电感2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路降压斩波电路任务原理:E

16、V+-MRLVDioEMuoiGtttOOO波形TEiGtontoffioi1i2I10I20t1uoa) 电路图vt=0时,驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io上升。vt=t1时,控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo为零，负载电流下降。v通常串接较大电感L使负载电流延续且脉动小。负载平均电压Uo2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路降压斩波电路：降压斩波电路：EV+-MRLVDioEMuoiGtttOOO电流延续时的波形TEiGtontoffioi1i2I10I20t1uo 负载电压平均值：tonV通的时间通的时间 toffV断的时断的时间间 -导通占空比导通

17、占空比由公式可见，输出电压低于输入电压。由公式可见，输出电压低于输入电压。EETtEtttUaonoffononoT = ton+toffUo2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路2、 升压斩波电路升压斩波电路Boost Chopper滤波电滤波电容容坚持输坚持输出电压出电压稳定稳定储能电感储能电感 电路构造开关隔离二极管2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路升压斩波电路任务原理：v假设L和C值很大。vV处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。vV处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。0uGE0ioI1图5-2 升压斩

18、波电路及工组波形b) 波形tontoffu0 i1 2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路升压斩波输出电压： T/ toff 1，输出电压高于电源电压，故为升压斩波电路。EtTEtttUoffoffoffono升压斩波电路典型运用：一是用于直流电动机传动回馈电能；二是用作单相功率因数校正PFC电路；三是用于其他交直流电源中，如手机电源管理等。T = ton+toff2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路3. 升降压斩波电路升降压斩波电路 ( buck -boost Chopper) 电路构造+-储存电能储存电能开关续流二极管2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路升降压斩波电路的任务

19、升降压斩波电路的任务原理原理vV通时，电源E经V向L供电使其贮能，此时电流为i1。同时，C维持输出电压恒定并向负载R供电。vV断时，L的能量向负载释放，电流为i2。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路。+otb)oti1i2tontoffILIL2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路升降压斩波电路的输出电压为：EEtTtEttUaa1ononoffonov当tontoff ，即0a 1/2时，Uotoff ，即1/2a E，为升压； v故称作升降压斩波电路，或buck-boost 变换器。2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路 2.9.2 间接直流变流

20、电路间接直流变流电路 图图 5-10 间接直流变流电路的构造间接直流变流电路的构造 同直流斩波电路相比，电路中添加了交流环节，因此也称为同直流斩波电路相比，电路中添加了交流环节，因此也称为 直直交交直电路。直电路。 采用这种构造较为复杂的电路来完成直流的变换有以下缘由采用这种构造较为复杂的电路来完成直流的变换有以下缘由: 输出端与输入端需求隔离。输出端与输入端需求隔离。 某些运用中需求相互隔离的多路输出。某些运用中需求相互隔离的多路输出。 输出电压与输入电压的比例远小于输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于或远大于1。 交流环节采用较高的任务频率，可以减小变压器和滤波电感、交流环节采用较高的

21、任务频率，可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和分量。滤波电容的体积和分量。2.9.2 间接直流间接直流-直流变流电路直流变流电路 间接直流变流电路主要包括：正激电路、反激电路、半桥间接直流变流电路主要包括：正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路和推挽电路。电路、全桥电路和推挽电路。 主要引见以下几种：主要引见以下几种： 1、 正激电路正激电路 2、 推挽电路推挽电路 3、 半桥电路半桥电路 4、 全桥电路全桥电路 间接直流变流电路主要元器件间接直流变流电路主要元器件 开关管、变压器、整流滤波器二极管、电感、电容开关管、变压器、整流滤波器二极管、电感、电容 2.9.2 间接直流间接直流-直

22、流变流电路直流变流电路1. 正激电路正激电路这是一种当开关器件这是一种当开关器件S接接通时向二次线圈供能的通时向二次线圈供能的方式。方式。S接通时，变压器一次线接通时，变压器一次线圈圈N1外加输入电压，同外加输入电压，同时，由二次线圈时，由二次线圈N2感应感应的电压经过二极管的电压经过二极管VD1加以整流；加以整流；在在S断开时，利用电感断开时，利用电感L的的储能经过续流二极管储能经过续流二极管VD2再由输出滤波器再由输出滤波器LC加以平波供应负载。加以平波供应负载。VinVoLSD1D2根本正激型变换器N1N2v正激电路比较简单，适用于中小容量输出。缺陷是变压器只能加单向电压，利用率较低，输

23、出滤波器容量较大。VinVoLSD1D2根本正激型变换器根本正激型变换器需求复位电路略需求复位电路略2.9.2 间接直流间接直流-直流变流电路直流变流电路正激电路的原理及任务波形：电流延续时的波形tOV0滤波前的输出电压滤波后的输出电压变压器原、付边电压整流后的输出电压开关器件驱动波形2.9.2 间接直流间接直流-直流变流电路直流变流电路2. 推挽电路推挽电路一种适宜中容量至大容量的方式，其根本电路和波形。一种适宜中容量至大容量的方式，其根本电路和波形。VinVoLS1D1D2S2推挽变换器tOV0滤波后的输出电压整流后的输出电压开关器件驱动波形2.9.2 间接直流间接直流-直流变流电路直流变

24、流电路3、 半桥电路半桥电路VinVoLS2D1D2S1半桥变换器uN1适宜中容量至大容量的方式，其根本电路和波形。tOV0V0滤波后的输出电压整流后的输出电压变压器原、付边电压开关器件驱动波形2.9.2 间接直流间接直流-直流变流电路直流变流电路4、 全桥电路全桥电路一种中容量至大容量常用的方式，其根本电路和波形：一种中容量至大容量常用的方式，其根本电路和波形：全桥变换器VinVoLS4D1D2S3S1S2N1uN1S1,S4S2,S3tOV0V0滤波后的输出电压整流后的输出电压变压器原、付边电压开关器件驱动波形2.9 直流直流-直流变流电路直流变流电路表表 5-1 各种不同的间接直流变流电

25、路的比较各种不同的间接直流变流电路的比较电路电路优点优点缺陷缺陷功率范围功率范围运用领域运用领域正激正激电路较简单，本钱低，可靠性高，驱动电路简单变压器单向激磁，利用率低几百W几kW各种中、小功率电源反激反激电路非常简单，本钱很低，可靠性高，驱动电路简单难以到达较大的功率，变压器单向激磁，利用率低几W几十W小功率电子设备、计算机设备、消费电子设备电源。全桥全桥变压器双向励磁，容易到达大功率构造复杂，本钱高，有直通问题，需求复杂的多组隔离驱动电路几百W几百kW大功率工业用电源、焊接电源、电解电源等半桥半桥变压器双向励磁，没有变压器偏磁问题，开关较少，本钱低有直通问题，可靠性低，需求复杂的隔离驱动

26、电路几 百 W 几kW各种工业用电源，计算机电源等推挽推挽变压器双向励磁，变压器一次侧电流回路中只需一个开关，通态损耗较小，驱动简单有偏磁问题几 百 W 几kW低输入电压的电源2.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路引言 交流-交流变流电路：把一种方式的交流变成另一种方式交流的电路。 包括以下两种： 交流电力控制电路：只改动电压、电流或对电路的通断进展控制，而不改动频率的电路。 变频电路：改动频率的电路。(不常用)交流电力控制电路交流调压电路 相位控制交流调功电路 通断控制交流电力电子开关2.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路-引言引言交流电力控制电路的构造构造：两个晶闸管反并联后串

27、联在交流电路中，控制晶闸管的导通情况就可控制交流电力。电路图：两个晶闸管反并联双向晶闸管2.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路-引言引言交流电力控制电路类型： 交流调压电路每半个周波控制晶闸管开通相位， 调理输出电压有效值。相位控制，导通角 交流调功电路以交流电的周期为单位控制晶闸管通断，改动通、断周期数的比，调理输出功率的平均值。 通断控制，过零触发，整周期导通 交流电力电子开关并不着意调理输出平均功率，而只是根据需求接通或断开电路。 运用运用 1 灯光控制如调光台灯和舞台灯光控制灯光控制如调光台灯和舞台灯光控制)。 2 异步电动机软起动。异步电动机软起动。 3 异步电动机调速。异步电

28、动机调速。 4 供用电系统对无功功率的延续调理。供用电系统对无功功率的延续调理。 5 电热负载功率调理。电热负载功率调理。 2.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路-引言引言2.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路2.10.1 单相交流调压电路1、根本原理：电路图a用两只晶闸管反并联，或一只双向晶闸管与电阻负载组成主电路。 以反并联电路进展分析，正半周时辰触发VT1管，负半周时辰触发VT2管，输出电压波形为正负半周缺角一样的正弦波图b所示。2.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路2. 单相交流调压电路实例ELRPC1VDVT 220VUIUB-UBo 双向晶闸管简易调光电路RP 2

29、50 k C1 1FVT BCR1AM VD DB31) 台灯调光电路-触发二级管交流调压电路图2.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路单向交流调压用于小功率调压，广泛用于民用电气控制。 2) 简单双向晶闸管调压电路，图为简单有级交流调压电路。2.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路3、 斩控式交流调压电路正半周：V1、V3 交替导通负半周：V2、V4 交替导通2.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路4. 几种三相交流调压电路图星形带中性线的三相交流调压衔接成内三角形的三相交流调压三相三线交流调压2.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路2.10.2 交流调功电路交流调功电路-常

30、用于电热负载常用于电热负载图 过零触发输出波形 以交流电的周期为单位，控制晶闸管通断，改动通、断周期数的比，调理输出功率的平均值。 通断控制，过零触发电路图2.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路2.10.3 交流电力电子开关交流电力电子开关不着意调理输出平均功率，只是根据需求接通或断开不着意调理输出平均功率，只是根据需求接通或断开电路。电路。晶闸管交流开关是一种快速、较理想的交流开关。晶闸管交流开关是一种快速、较理想的交流开关。 a、 为普通晶闸管反并联的交流开关。2.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路b 、采用双向晶闸管反并联的交流开关。c 、只用一只普通晶闸管，管子不受反压。2

31、.10 交流交流-交流变流电路交流变流电路双向晶闸管控制三相自动控温电热炉的电路如图。2.11 逆变电路逆变电路逆变的概念 逆变与整流相对应，把直流电变成交流电。交流侧接电网，为有源逆变，晶闸管构成。交流侧接负载，为无源逆变，IGBT、MOSFET等构成。逆变与变频变频电路：分为交-交变频和交-直-交变频两种。交-直-交变频由交-直变换整流和直-交变换两部分组成，后一部分就是逆变。主要运用各种直流电源如蓄电池、太阳能电池等的逆变。交流电机调速用变频器、不延续电源、感应加热电源、节能灯等电力电子安装的中心部分都是逆变电路。不能够直接逆变成正弦交流电。不能够直接逆变成正弦交流电。可以逆变成交流方波

32、电压：可以逆变成交流方波电压：可以逆变成交流脉冲列电压：可以逆变成交流脉冲列电压：wt0p2putuoOwtUd-Ud2.11.1 逆变电路的根本原理逆变电路的根本原理2.11.1 2.11.1 逆变电路的根本原理逆变电路的根本原理2.11.1 2.11.1 逆变电路的根本原理逆变电路的根本原理 以单相桥式逆变电路为例来阐明。以单相桥式逆变电路为例来阐明。 S1S4S1S4是桥式电路的是桥式电路的4 4个臂，由电力电子器件及辅助个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。电路组成。负载a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2图5-1 逆变电路及其波形举例2.11.1 2.11.1 逆变电

33、路的根本原理逆变电路的根本原理直流电交流电S 能流过双向电流S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正。S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负。2.11.1 2.11.1 逆变电路的根本原理逆变电路的根本原理逆变电路最根本的任务原逆变电路最根本的任务原理理 改动两组开关切换改动两组开关切换频率，可改动输出交流电频频率，可改动输出交流电频率。率。(方波逆变方波逆变)b)tuoiot1t2电阻负载时，负载电流电阻负载时，负载电流ioio和和uouo的波形一样，相位也一样。的波形一样，相位也一样。阻感负载时，阻感负载时，ioio相位滞后于相位滞后于uouo，波形也不同。，波形也不

34、同。c)tuoio2.11.2 单相全桥逆变电路2.11.2 全桥逆变电路全桥逆变电路 180导电方式导电方式ttOOb)uoUm- -Umiot1t2t3t4t5t6V14V23V14V23VD14VD23VD14VD23u共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成。u两对桥臂交替导通180。u输出电压和电流波形u可以改动输出交流电压频率，不能改动输出交流电压的幅值。2.11.2 单相全桥逆变电路单相逆变器的输出电压控制单相逆变器的输出电压控制 ：1移相控制移相控制 不改动逆变器输入直流电压的大小，而是经过改动逆变器中开不改动逆变器输入直流电压的大小，而是经过改动逆变器中开关器件的导通时间的相位

35、，以控制输出脉冲的宽度，来改关器件的导通时间的相位，以控制输出脉冲的宽度，来改动逆变器输出电压，此方法称移相控制。动逆变器输出电压，此方法称移相控制。假设使移相角从假设使移相角从0变到变到180，可使输出电压从最大值变到零。，可使输出电压从最大值变到零。输出波形仍为矩形波，不理想。输出波形仍为矩形波，不理想。移相控制2.11.2 单相全桥逆变电路2脉冲宽度调制脉冲宽度调制PWM 假设使假设使V1与与V4，V2与与V3经过高经过高频调制控制，能在半个周期内频调制控制，能在半个周期内反复导通和关断反复导通和关断N次，那么其次，那么其输出电压波形为一系列被调制输出电压波形为一系列被调制的矩形脉冲，如

36、下图这时的矩形脉冲，如下图这时N=5。调理脉冲宽度，可以改动输出电调理脉冲宽度，可以改动输出电压。压。输出波形可调制为正弦波，理想！输出波形可调制为正弦波，理想！其它方式的逆变电路：其它方式的逆变电路：其它方式的逆变电路：推挽逆变器推挽逆变器VoVinS1S2推挽逆变器其它方式的逆变电路：半桥逆变器半桥逆变器VoVinS2S1半桥逆变器uN1其它方式的逆变电路：全桥逆变器带变压器全桥逆变器带变压器VinS4S3S1S2N1Vo全桥逆变器uN1S1,S4S2,S32.11.3 三相桥式逆变电路2.11.3 三相桥式逆变电路三相桥式逆变电路运用最广的是三相桥式逆变电路运用最广的是三相桥式逆变电路

37、根本任务方式180导电方式 每桥臂导电180，同一相上下两臂交替导电。 各相开场导电的角度差120 。 任一瞬间有三个桥臂同时导通。2.11.3 三相全桥逆变电路tOtOtOtOuUNuUVuVNuWNUdUd2v三相桥式逆变电路的任务波形：这个电路很常用，以后会经常见到三相桥式逆变电路输出的三相桥式逆变电路输出的交流方波任务波形交流方波任务波形2.11.3 三相全桥逆变电路ucurUurVurWuuUNuVNuWNuUNuUVUd- -UdO? ?tOOOOO? ?t? ?t? ?t? ?t? ?t2Ud? ?2Ud2Ud? ?2Ud2Ud3Ud32Ud三相桥式逆变电路三相桥式逆变电路输出的

38、交流输出的交流PWM波形波形2.11.3 三相全桥逆变电路-仿真波形2.12 PWM控制技术控制技术PWM (Pulse Width Modulation)控制控制 脉宽调制技术：脉宽调制技术：即经过对一系列脉冲的宽度进展调制，来等效的获得所需即经过对一系列脉冲的宽度进展调制，来等效的获得所需求的波形含外形和幅值求的波形含外形和幅值)。PWM控制的思想源于通讯技术，全控型器件的开展使得实控制的思想源于通讯技术，全控型器件的开展使得实现现PWM控制变得非常容易。控制变得非常容易。PWM技术的运用非常广泛，它使电力电子安装的性能大大技术的运用非常广泛，它使电力电子安装的性能大大提高，它在电力电子技

39、术的开展史上占有非常重要的位置。提高，它在电力电子技术的开展史上占有非常重要的位置。PWM控制技术的最胜利运用，是在逆变电路。此外，在整控制技术的最胜利运用，是在逆变电路。此外，在整流电路、直流变换电路、斩控式交流调压电路都得到运用。流电路、直流变换电路、斩控式交流调压电路都得到运用。2.12 PWM控制技术控制技术2.12.1 PWM控制的实际根底控制的实际根底面积等效原理面积等效原理冲量相等而外形不同的窄脉冲加在具有惯性的环节冲量相等而外形不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果根本一样，这就是面积等效原理。上时，其效果根本一样，这就是面积等效原理。冲量冲量窄脉冲的面积效果根本一样效果根

40、本一样环节的输出呼应波形根本一样 外形不同而冲量一样的各种窄脉冲是等效的d)单位脉冲函数f (t)d (t)tOa)矩形脉冲b)三角形脉冲c)正弦半波脉冲tOtOtOf (t)f (t)f (t)2.12 PWM控制技术控制技术b)图 冲量相等的各种窄脉冲的呼应波形详细的实例阐明“面积等效原理au (t)电压窄脉冲，电压窄脉冲，是电路的输入是电路的输入 。 i (t)输出电流，是输出电流，是电路的呼应。电路的呼应。 OutSPWM波2.12 PWM控制技术控制技术OutOut2.12.2 PWM控制的根本思想控制的根本思想用等幅不等宽的脉冲列替用等幅不等宽的脉冲列替代代 正弦半波正弦半波2.1

41、2 PWM控制技术控制技术OutSPWM波Out2.12.2 PWM控制的根本思想控制的根本思想用等幅不等宽的脉冲列替用等幅不等宽的脉冲列替代代 正弦半波正弦半波Out不等幅等宽等幅不等宽等效2.12 PWM控制技术控制技术用用PWM波替代正弦半波波替代正弦半波 等分：将正弦半波看成是由等分：将正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲，宽度个彼此相连的脉冲，宽度为为/N，但幅值顶部是曲线，且高度按正弦规律变化的脉冲，但幅值顶部是曲线，且高度按正弦规律变化的脉冲序列组成的。序列组成的。 替代：把上述脉冲序列，用一样数量的等幅而不等宽替代：把上述脉冲序列，用一样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲替代，对应脉冲的中点重合，且面积冲量的矩形脉冲替代，对应脉冲的中点重合，且面积冲量相等，这就是相等，这就是PWM波形。波形。 SPWM波形：脉冲的宽度按正弦规律变化