斩控式交流调压电路

1、4.5 斩控式交流调压电路斩控式交流调压电路斩控式交流调斩控式交流调压电路压电路4.5.1 斩控斩控式交流调式交流调压器的工压器的工作原理作原理4.5.2电源电源与负载端与负载端的隔离的隔离4.5.3 双双向电力向电力电子开电子开关关01)(teTtDTDTt0 uteuO)( S1和S2是双向电子开关；控制规则控制规则：S1和S2的状态互补；假设一个周期中S1闭合、S2断开的时间为Ton，S1断开S2闭合的时间为Toff，整个周期为T。则S1闭合时，负载的端电压为u(t),S2闭合时负载的端电压为0. 01)(teTtDTDTt0uteuO)()cos(sin12)(1kOkktkDte式中

2、k=kD为k次谐波的初相角；0=2/T，为e（t）的基波频率。如果tUuSmsin1)sin()sin(sin1sinkkSOkSOkmSmOtkttkkUtDUu可以看出，负载电压中与电源电压同频率的基波成分的幅负载电压中与电源电压同频率的基波成分的幅度是电源电压的度是电源电压的D倍，这与降压型直流斩波器是类似的倍，这与降压型直流斩波器是类似的，除基波成分外，还含有与电源频率和电子开关频率相关的各种谐波成分，通常这些成分的频率比基波频率高得多，因此可以用简单的方法将其滤除。实际应用的交流斩波器实际应用的交流斩波器 S1S2uOuiziOiS1u1u2输输出出滤滤波波器器输输入入滤滤波波器器+

3、-i-输入滤波器输入滤波器：旁路斩波开关的高次谐波成分，使其不影响电源；：旁路斩波开关的高次谐波成分，使其不影响电源；输出滤波器输出滤波器：使得负载得到工频的正弦电压。：使得负载得到工频的正弦电压。负载电压与电源电压有效值的关系为DUUO负载电压为DutDUuSmOsin负载电压的相位、频率均与电源电压相同负载电压的相位、频率均与电源电压相同如果负载阻抗的模为如果负载阻抗的模为Z，幅角为，幅角为，负载的电流，负载的电流iO为为)sin(tZDUiSmO流过流过S1的电流的电流iS1是脉冲列，表示为是脉冲列，表示为OSitei)(1负载电流是连续的正弦波，无谐波成分负载电流是连续的正弦波，无谐波

4、成分 S1S2uOuiziOiS1u1u2输输出出滤滤波波器器输输入入滤滤波波器器+-i-含有谐波成分，但是由于输入滤波器的作用，使得电源含有谐波成分，但是由于输入滤波器的作用，使得电源i中的高频中的高频成分被滤除，电源电流为正弦波成分被滤除，电源电流为正弦波 uoio=uiOOODiiuui 2sin()(/)mSUitZ D因此 假设滤波器部分和电子开关部分不耗能，输入和输出功率相等，假设滤波器部分和电子开关部分不耗能，输入和输出功率相等，则得到：则得到：)sin(tZDUiSmO而而 等效到交流侧的阻抗模为负载阻抗的等效到交流侧的阻抗模为负载阻抗的1/D2，阻抗角相等，阻抗角相等，与理想

5、变压器类似与理想变压器类似各主要电量的波形图如下带有输入、输出滤波器的斩控式交流调压器具有类似于变压器的特性，但是，该电路的电源端和负载端有一个公共端子，在要求电源和负载端电气隔离的情况下是不能直接使用的。在需要电气隔离的场合，负载和电源之间可接高频变压器来实现隔离功能。 S1、S2和S3都是双向电子开关；控制规则控制规则：S1和S3同步动作，S2与S1和S3互补动作。假设一个周期中S1和S3闭合、S2断开的时间为Ton，S1和S3断开、S2闭合的时间为Toff，整个周期为T。则S1和S3闭合、s2断开时，负载的端电压为u(t)=N2/N1*u1,S2闭合、S1和S3断开时负载的端电压为0.0

6、1)(teTtDTDTt021( )OiNue t uN kSmutUNNDusin122其中其中uKuK是所有谐波成分的总和，经输出滤波器的滤波作用，是所有谐波成分的总和，经输出滤波器的滤波作用，谐波成分均被滤除，负载电压为谐波成分均被滤除，负载电压为tUNNDuSmOsin12OiNNDi12 由此可得出在电源侧的等效负载由此可得出在电源侧的等效负载Z ZS S为为ZDNNZS221仿照前边的分析方法，得到：仿照前边的分析方法，得到： 假定开关和滤波电路耗能为假定开关和滤波电路耗能为0 0，输出功率与输入功率平，输出功率与输入功率平衡，则有：衡，则有：采用两个大功率晶体管，一个为NPN型，另一个为PNP型。不同的晶体管导通电流的方向也不同。两个晶体管的发射极连接在一起，对驱动信号的接入提供了方便（有共同的参考点），但是一对同容量的大功率PNP和NPN晶体管要作到参数完全一致在实际应用中是比较困难的。因此这一方案并不常用。 两个晶体管均为NPN型，实际应用中比较容易得到较好的对称性，但两个发射极电位不可能相等，而且各发射极的电位并不固定，无法用具有公共参考电位的两路驱动信号直接对其驱动，导致驱动电路变得复杂。二极管的作用是提高与之串联的晶体管承受反向电压的能力。 本电路所用的元件数量与图（b）相等，但这种接法使得两晶体管