电子电力半导体课件

电子电力半导体课件第一页，共十七页，编辑于2023年，星期一1）能使变换器的输入电源与负载之间实现电气隔离，提高变换器运行的安全可靠性和电磁兼容性。

2）选择变压器的变比还可匹配电源电压Ud与负载所需的输出电压Uo，能使直流变换器的占空比D数值适中而不至于接近于零或接近于l。

3）能设置多个二次绕组输出几个电压大小不同的直流电压。

1、引入变压器作用：第二页，共十七页，编辑于2023年，星期一1）单端变换器：变换器只需一个开关管，变换器中变压器的磁通只在单方向变化；

2）正激变换器：开关管导通时电源将能量直接传送至负载；

3）反激变换器：开关管导通时电源将电能转为磁能储存在电感中，当开关管阻断时再将磁能变为电能传送到负载；2、分类：第三页，共十七页，编辑于2023年，星期一一般情况下，反激式变换器的工作占空比D要小于0.5。

3.6.1反激式变换器图3.6.1反激式变换器电路与工作波形反激式变换器工作在输出电流连续的状态下，输出电压UO为：(3.6.1)第四页，共十七页，编辑于2023年，星期一图3.6.2正激式变换器电路变换器的输出电压为：该电路的占空比D不能超过0.5。3.6.2

正激式变换器(3.6.2)第五页，共十七页，编辑于2023年，星期一3.6.3

推挽式变换器（属正激式变换器）图3.6.3推挽式变换器电路其工作占空比必须保持小于0.5。第六页，共十七页，编辑于2023年，星期一3.6.4

半桥式变换器

图3.6.4半桥变换电路原理图第七页，共十七页，编辑于2023年，星期一图3.6.5全桥变换电路

3.6.5全桥变换电路

将半桥电路中的两个电解电容C1和C2换成两只开关管，并配上适当的驱动器，即可组成图3.6.5所示的全桥电路。第八页，共十七页，编辑于2023年，星期一3.1

直流变换电路的工作原理

3.2降压变换电路

3.3升压变换电路

3.4

升降压变换电路

3.5库克变换电路

3.6

带隔离变压器的直流变换器

3.7

直流变换电路的PWM控制技术

第九页，共十七页，编辑于2023年，星期一3.7.1直流PWM控制的基本原理图3.7.1PWM波形载波调制信号第十页，共十七页，编辑于2023年，星期一1）PWM波形：将一个直流电压分成N等份，并把每一等份所包围的面积都用一个与其面积相等的等幅矩形脉冲来代替，得到的脉冲列；2）调制方法：等腰三角波上下宽度与高度成线性关系且左右对称，当它与任何一个光滑曲线相交时，即得到一组等幅而脉冲宽度正比该曲线函数值的矩形脉冲。

3.7.1直流PWM控制的基本原理图3.7.1PWM波形调制信号载波第十一页，共十七页，编辑于2023年，星期一3）直流PWM控制方式：用ug对直流变换电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，如果这些脉冲的频率不变而宽度变化，经过滤波器后就能得到大小可调的直流电压。

调节直流调制信号ur的大小，就可以改变PWM波脉冲的宽度。3.7.1直流PWM控制的基本原理图3.7.1PWM波形调制信号载波第十二页，共十七页，编辑于2023年，星期一开关原理：直流控制电压与三角波电压比较产生两组开关的PWM控制信号:1)当ur>uc时，T1和T4导通，T2和T3关断；2)当ur<uc时，开关T1、T4关断，T2、T3导通。

1、双极性电压开关PWM控制方式图3.6.5全桥变换电路

第十三页，共十七页，编辑于2023年，星期一图3.7.2双极性电压PWM控制方式

1、双极性电压开关PWM控制方式输出电压的平均值为：变换电路的输出电压可在-Ud到+Ud之间变化:1）时，U0=0；2）时，U0<0；

3）时，U0>0；第十四页，共十七页，编辑于2023年，星期一1）在理想条件下，U0的大小和极性只受占空比D1的控制，而与输出电流i0无关。2）在这种控制方式中，输出电压的平均值U0随控制信号ur线性变化。3）这种电路平均输出电流I0可正可负。在I0>0时，直流电源Ud向负载U0端传送能量，在I0<0时，U0向Ud传输能量。1、双极性电压开关PWM控制方式

(3.7.6)总结：第十五页，共十七页，编辑于2023年，星期一

电路在工作过程中，保持T4导通，T3关断。

1）若>，

T1触发导通，T2

关断,u0=Ud；

2)若<，

T2触发导通，T1

关断，u0=0。2、单极性电压开关PWM控制方式图3.6.5全桥变换电路

第十六页，共十七页，编辑于2023年，星期一2、单极性电压开关PWM控制方式图3.7.3单极性电压开关PWM控制

平均输出电压U0的表达式为:D1是开关T1的占空比，Ucm是三角波的峰值，k=Ud/Uc