华北电力大学-电力电子技术原理09

1、电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日2设计直流电源时需考虑的问题设计直流电源时需考虑的问题第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用 稳压输出稳压输出 输入输出间的电气隔离输入输出间的电气隔离 多路输出间的电气隔离多路输出间的电气隔离 效率高效率高 体积小体积小现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日3开关型直流稳压电源：框图开关型直流稳压电源：框图第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日4开关型直流稳压电源：多路输

2、出开关型直流稳压电源：多路输出第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日5开关型直流稳压电源：变压器与铁芯开关型直流稳压电源：变压器与铁芯第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日6开关型直流稳压电源：变压器开关型直流稳压电源：变压器第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日7开关型直流稳压电源：变压器开关型直流稳压电源：变压器第九第九章章 在电源技术中的应

3、用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日8开关型直流稳压电源：变压器开关型直流稳压电源：变压器第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用 磁滞损耗磁滞损耗 涡流损耗涡流损耗 集肤效应集肤效应 邻近效应邻近效应现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日9开关型直流稳压电源：变压器：集肤效应开关型直流稳压电源：变压器：集肤效应第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日10开关型直流稳压电源：变压器：集肤效应开关型直流稳压电源：变压

4、器：集肤效应第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用f现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日11开关型直流稳压电源：变压器：集肤效应开关型直流稳压电源：变压器：集肤效应第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用7.5cmf现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日12开关型直流稳压电源：变压器：集肤效应开关型直流稳压电源：变压器：集肤效应第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日13开关型直流稳压电源：变压器：邻近效应开关型直流稳压电

5、源：变压器：邻近效应第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日14反激型换流器：电路图反激型换流器：电路图第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日15反激型换流器：电路工作状态反激型换流器：电路工作状态第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用1on( )(0)()dVttNt现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日16反激型换流器：电路工作状态反激型换流器：电路工作状态第九第九章章 在电源技术

6、中的应用在电源技术中的应用on2( )()()(0)osVtttNT现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日17反激型换流器：输出电压反激型换流器：输出电压第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用211odVNDVND现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日18反激型换流器：电压、电流波形反激型换流器：电压、电流波形第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日19反激型换流器：开关导通时的电流反激型换流器：开关导通时的电流第九第九章章 在电源技

7、术中的应用在电源技术中的应用on( )( )(0)(0)0dswmmmdswmmDVitititLVIitLi现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日20反激型换流器：开关关断时的电流反激型换流器：开关关断时的电流第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用12on120( )()( )( )swommmDmiNVNitIttLNititN现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日21反激型换流器：开关峰值电流与电压反激型换流器：开关峰值电流与电压第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用2112(1)112sswoo

8、mD TNNIIVNDNL12( )1dswdoVNvtVVND现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日22反激型换流器：另一种电路结构反激型换流器：另一种电路结构第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日23反激型换流器：多换流器并联反激型换流器：多换流器并联第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日24正激型换流器：电路图正激型换流器：电路图第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用21odV

9、NDVN现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日25正激型换流器：去磁绕组正激型换流器：去磁绕组第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日26正激型换流器：电压与电流波形正激型换流器：电压与电流波形第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日27正激型换流器：最大占空比正激型换流器：最大占空比第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用max3111DNN现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理

10、与应用2022年6月21日28正激型换流器：另一种电路结构正激型换流器：另一种电路结构第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日29正激型换流器：多换流器并联正激型换流器：多换流器并联第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日30推挽式换流器：电路图推挽式换流器：电路图第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日31推挽式换流器：电压、电流波形推挽式换流器：电

11、压、电流波形第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日32半桥型换流器：电路图半桥型换流器：电路图第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日33半桥型换流器：电压、电流波形半桥型换流器：电压、电流波形第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日34全桥型换流器：电路图全桥型换流器：电路图第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应

12、用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日35全桥型换流器：电压、电流波形全桥型换流器：电压、电流波形第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日36电流源型换流器：电路图电流源型换流器：电路图第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日37开关电源中磁性元件的作用开关电源中磁性元件的作用第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用 变压器变压器 电感器电感器 电气隔离电气隔离 改变电压（升或降）改变电压（升或降） 传送能量传送

13、能量 测量（电压或电流）测量（电压或电流） 储能、滤波储能、滤波 抑制尖峰（电压或电流）抑制尖峰（电压或电流） 构成谐振电路（与电容器）构成谐振电路（与电容器）现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日38设计磁性元件的必要性设计磁性元件的必要性第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用 涉及参数繁多涉及参数繁多 参数测量困难参数测量困难 各种应用要求各异各种应用要求各异 不易系列化、规格化不易系列化、规格化 现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日39磁性元件部分参数举例磁性元件部分参数举例第九第九章章 在电源技术中的应用

14、在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日40隔离变压器的铁芯：励磁方式隔离变压器的铁芯：励磁方式第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用 单向励磁单向励磁 双向励磁双向励磁 反激型换流器反激型换流器 正激型换流器正激型换流器 推挽式换流器推挽式换流器 半桥换流器半桥换流器 全桥换流器全桥换流器现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日41隔离变压器的铁芯：材料隔离变压器的铁芯：材料第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日42

15、隔离变压器的铁芯：铁芯损耗隔离变压器的铁芯：铁芯损耗第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用maxCore loss density()abskfB现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日43隔离变压器的铁芯：磁通密度振幅隔离变压器的铁芯：磁通密度振幅第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用1 (0.5)4dcsVBDN A f 现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日44隔离变压器的铁芯：磁通密度振幅隔离变压器的铁芯：磁通密度振幅第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用2mrBBB mBB 现代电力

16、电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日45隔离变压器的铁芯：设计原则隔离变压器的铁芯：设计原则第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用 若若 Bm 大，则大，则 Ac 可减小可减小 开关频率大于开关频率大于100 kHz时，允许的磁通振幅应时，允许的磁通振幅应适当减小，以限制铁损适当减小，以限制铁损 单向励磁时，应选用低单向励磁时，应选用低 Br 铁芯铁芯现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日46隔离变压器的铁芯：磁滞回线与温度隔离变压器的铁芯：磁滞回线与温度第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术

17、原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日47隔离变压器的铁隔离变压器的铁芯：磁通密度、芯：磁通密度、开关频率与损耗开关频率与损耗第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日48隔离变压器的铁芯：输入电压与磁通振幅隔离变压器的铁芯：输入电压与磁通振幅第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日49直流开关电源的控制方式直流开关电源的控制方式第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用 电压反馈控制电压反馈控制 电压前馈控

18、制电压前馈控制 电流型控制电流型控制现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日50直流开关电源的控制：框图直流开关电源的控制：框图第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日51直流开关电源的控制：建模直流开关电源的控制：建模第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用 解析建模解析建模 离散法离散法 状态空间平均法状态空间平均法 数字仿真数字仿真现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日52直流开关电源的控制：电压反馈控制直流开关电源的控制：电压反馈

19、控制第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日53直流开关电源的控制：电流型反馈控制直流开关电源的控制：电流型反馈控制第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日54直流开关电源的控制：电流型反馈控制直流开关电源的控制：电流型反馈控制第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日55电压前馈控制举例：斜坡补偿控制电压前馈控制举例：斜坡补偿控制第九第九章章 在电源技

20、术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日56直流开关电源的控制：电流型控制的优点直流开关电源的控制：电流型控制的优点第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用 限制峰值电流限制峰值电流 更好的控制系统特性更好的控制系统特性 电源模块化设计的需要电源模块化设计的需要现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日57直流开关电源的控制：电源保护直流开关电源的控制：电源保护第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日58电能质量问

21、题电能质量问题第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用 电压骤降电压骤降 电压骤升电压骤升 供电间断供电间断 电压缺口电压缺口 电压尖峰脉冲电压尖峰脉冲 谐波谐波 电磁干扰（电磁干扰（EMI） 现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日59电能质量问题举例：电压畸变电能质量问题举例：电压畸变第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日60电源调整器一例：电子开关分接头调节电源调整器一例：电子开关分接头调节第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应

22、用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日61不间断电源：在线式不间断电源：在线式UPS框图框图第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日62UPS中的整流器中的整流器第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日63UPS中的整流器：高频隔离中的整流器：高频隔离第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022年6月21日64UPS中的整流器：独立充电电路中的整流器：独立充电电路第九第九章章 在电源技术中的应用在电源技术中的应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2022