第2章PWM直流变换电路资料ppt课件.ppt

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1、2.1概述2.2单象限降压型电路2.3～2.8其它电路简介第2章PWM直流变换电路12.1概述2.1.1电力电子电路的分类2.1.2直流变换电路的分类2.1.3直流变换电路的基本用途22.1.1电力电子电路的分类电力电子电路按电路作用功率电路（主电路）控制电路按变换功能直流变换电路交流变换电路整流电路逆变电路按变换级数按控制方式按开关环境按电能流传方向直接变换电路间接变换电路相控式电路频控式电路斩控式电路组合式电路软开关电路硬开关电路单向电路双向电路2.1.2直流变换电路的分类直流变换电路按输入输出电压降压电路升压电路升/降压电路按工作范围按控制方式按变换级数按电路构成电流双

2、象限电压双象限单象限电路双象限电路四象限电路脉冲宽度调制（PWM）脉冲频率调制（PFM）混合调制直接式电路间接式电路基本电路组合电路按入端滤波电压源电路电流源电路2.1.3直流变换电路的基本用途■直流变换电路可用于构成直流调速电源和开关电源等。◆传统的直流调速电源由相控式整流电路构成，但存在深控下网侧功率因数低，功率密度低和系统快速性差等缺点。PWM直流变换电路能够克服相控电路存在的缺点。因而更适合于车辆电力传动和各种伺服系统。◆小容量直流稳压电源的传统形式是串联线性型电源。这种电源存在效率低，体积大和可靠性差等缺点。由于采用开关频率较高的斩控开关方式，直流变换电路能克服传统

3、电源的缺点，成为广泛应用的新型开关式直流稳压电源(简称开关电源)。52.2单象限降压（Buck）型电路2.2.1电路外特性分析2.2.2输出滤波电路的参数选择2.2.3PWM控制电路62.2.1电路外特性分析图2-1　单象限降压型电路a)电路结构　b)等效电路　c)CCM下的电量波形　d)DCM下的电量波形　e)带直流电动机负载72.2.1电路外特性分析1、基本假设1）电路中所有器件(包括全控型器件VT和二极管VD，图中VT符号将代表电力MOSFET、IGBT和GTR等全控型器件)均无惯性，因而开关状态的更迭均瞬间完成，也即图2-1b中等效开关S位置的转换不需要时间。2）VT

4、和VD导通内阻同为ron，滤波电感直流内阻rL，图2-1a等效直流内阻ro=ron+rL。3）直流电源无纹波（Cd足够大），ud≡Ud，直流母线的分布电感Ls=0。4）输出滤波电感Lo足够大，电感电流iL近似于线性升降；输出滤波电容Co足够大，无源负载电压u1无纹波，即u1=U1。82.2.1电路外特性分析图2-2　降压型电路的开环外特性实线为ro=0情况；点画线为ro＞0情况；虚线为CCM与DCM分界线92.2.1电路外特性分析2、电流连续状态（CCM——ContinuousCurrentMode）下的外特性分析t=ton时控制VT导通；t=toff时控制VT截止则：D=t

5、on/T=τ/T称为占空比，Do=toff/T=1-D102.2.1电路外特性分析1）ro=0的情况☞电感L两端的电压：☞电感L的电流iL，在稳态运行时，一个周期内的增量和减量相等，即：（2-2）☞直流输出电压：（2-3）☞直流电压增益：（2-4）112.2.1电路外特性分析2）ro＞0的情况☞直流输出电压：（2-6）即：（2-7）☞临界连续电流：（2-11）☞最大临界连续电流：（2-12）则：（2-13）或122.2.1电路外特性分析3）带电动机负载的情况☞直流输出电压：☞直流电动机反电势：（2-14）☞直流电动机转速：即：（2-15）其中：称空载转速（即电动机的额定转速）

6、132.2.1电路外特性分析3、电流断续状态（DCM——DiscontinuousCurrentMode）下的外特性分析t=ton时控制VT导通；t=toff时控制VT截止142.2.1电路外特性分析☞负载电流平均值：由：（2-16）（2-18）得：（2-17）而：则：将式（2-17）和式（2-18）代入式（2-16）整理得（2-19）☞直流输出电压：（2-20）152.2.2输出滤波电路的参数选择1、滤波电感Lo的选择（2-21）电路工作在CCM状态，设最小平均电流为IoM,则（2-22）2、滤波电感Co的选择（2-25）（2-26）162.2.3PWM控制电路1、单象限变

7、换电路的一般控制结构图2-3　PWMDC—DC变换电路结构图1—直流电源　2—功率开关主电路　3—输出滤波电路4—负载　5—驱动电路　6—检压电路7—电压调节器　8—PWM信号生成电路9—振荡器　10—分相电路11—电压给定172.2.3PWM控制电路2、用SG1525控制的直流不可逆调速系统图2-4　IGBT不可逆直流调速系统182.2.3PWM控制电路图2-4　IGBT不可逆直流调速系统图2-5　SG1525的内部结构图8—组合门：四输入或（或非）门。产生PWM信号up（1）正常调速过程：调Rp，即