【能量路由器主要子模块分析概述2100字】

1能量路由器主要子模块分析概述 11.1BOOST变换器端□ 11.2BUCK变换器端□ 21.3双向BUCK/BOOST变换器端□ 1.4逆变变换器端□ 5 51.1BOOST变换器端口1.1.1主电路及工作原理图1.1所示为BOOST升压变换器端□的主电路图。图1.1是BOOST升压电路的主电路拓扑图，其中U₁为直流母线电压，S为开关管，在外部PWM脉冲信号的激励下工作于开关状态。当开关开通时，电感开始积蓄能量，电感电流上升，二极管属于关断状态，当开关关闭时，电感电流不变出现负电压并且高于母线电压，此时产生升压作用，此时二极管提供能量，而且给电容充电。升压变换器不断重复此过程。2若开通时间t,关闭时间t,开关运行周期T=tn+t。定义占空比为：升压比为：理论上电感储能与释放能量相等，所以当电感电流连续时，输出电压：1.2BUCK变换器端口1.1.1主电路及工作原理图1.2所示为BUCK降压变换器的主电路图。在时间等于零时，使开关开通，开始的所给电压Vs开始向电阻提供能量，电阻电流以指数曲线升高。当时间到达某一时刻，使开关关闭，电阻电流经二极管D回流，电阻电压Vo接近为0,电阻电流呈指数曲线下降，为使电阻电流连续而且波动较小，要保证电感L数量值比较大。至一个周期T结束，再驱动S导通，重复上一周期过程。负载电压的平均值为：α为开通占空比，简称占空比。能看出输出到电阻的电压平均值V₀最大为Vs,降低通空比α,V₀随着变小。31.3双向BUCK/BOOST变换器端口图1.3所示为双向DC/DC变换器主电路拓扑图。如图1.3所示，当电能从电动势高的地方向电动势通过改变可控开关S₁的占空比d₁可改变电动势低两端电压或电流的大小。当可控开关S₁开通时电感电流开始上升，其电流增加的数值为当可控开关S₁关断时电感电流开始下降，其电流下降数值为当可控开关S1开通时，电感电流开始上升，由于电容C₂电压较小，所以电感电开关S₁关闭时，续流二极管D₂开通，电感电动势的流向与电流流向相反，因此电感电流减少。在DC/DC变换器启动的某一段时间内，每个周期的电感电流的增加数值大于其减小的数值，电容C2两侧电压在一个周期内处在增加电能模4期的上升，每个开关周期电感电流值会不断上升直到C2两端电动势达到平稳的数值U2,此时电感电流上升的数值与降低的数值一致，双向DC/DC变换器运行于平稳状U₂=d₁U₁(0.6)如图1.3所示，当电能从电动势低的地方向电动势高的地方流动时，双向DC/DC模块可以相当于升压变换器，其中可控开关管S₂的占通过改变可控开关S₂的占空比d₂可改变电动势高两端电压当双向DC/DC模块运行在平稳状态时，在一个周期内，电感得出的能量，当功率开关管S₂开通时电感电流随之增加，其电流增量为：当可控开关S₁关闭时电感电流随之下降，其电流减小的数值为：当可控开关S₂开通时，电感电流随之变大，因电容的电动势比较小，所以电感电流的上升速度大于平稳状态，C1接收能量，电容C1两侧电压不断上升；当可关S₂关闭时，续流二极管D₁导通，电感电动势的流向与流减少。在DC/DC变换器启动的某一段时间内，每个周期的电感电流的增加数值大于其减小的数值，电容C2两侧电压在一个周期内处在增加电能模式，随着开关周期的上升，每个开关周期电感电流值会不断上升直如果双向DC/DC模块运行于稳定状态时，可以把U2作为固定值，那么L大致等于电阻两端电流数值，纹波电流大致为电容接收和放出的电流，如图1.3所示，可控开关S₁与可控开关S₂一起工作时，电动势高的一侧被短路，造成短路电流将可控51.4逆变变换器端口图1.4所示为逆变器主电路拓扑图。十十UVuruUdN'uuN5如图1.4所示为三相桥式PWM逆变电路，功率开关器件为IGBT,负载为电感性。压与中性点电压大小相等，方向相反。其他各相原理相同，二极管提供换流回路，电路中VD₁VD₆二极管是为电感性负载换流过程提供续流回路。三相输出的PWM波形分别为uUN、Uvn和uwN。1.5变流器端口如图1.5所示，三相交流电源经二次侧星形联结的三相变压器变压后，接于三相6图1.5中六个开关管分成两组，第一组VD1、VD3、VD5为共阴极连接，第二组VD2、