第09章 多级开关电路组合型交流、直流电源.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * 9.5.2 一个周期的开关过程（续6） 第6阶段 t7→t8 。t=t7以后ip=0 ，T2、T3已处于负半周通态，经D6向负载供电； 此后，在t=t8时撤除vG2，T2软关断，结束从t0-t8半个周波。从t0开始 T1软关断， T2零电压开通， T4软关断，T3零电压开通，T2软关断，完成半个周波工况。从t8-t16另半个周波的工况类似。 图9.8 (a) (d) (e) ? 9.5.3 开关器件零电压开通条件 1.要超前桥臂T2（T1）零电压开通必须 在tfi 期间 问题：为什么超前桥臂T1、T2实现零电压开关比较容易？ 原因：在C1充电、C2放电过程中，ip较大且恒定不变（等效电感L＝Lr＋K2Lf很大），因此C2迅速放电到零，时间很短，D2很快导电，为T2的零电压开通创造了条件。 若按临界关断缓冲选C2 使能零电压开通，则要求： 9.5.3 开关器件零电压开通条件（续1） 2.要滞后桥臂T3（T4）零电压开通必须 图9.8 (a) (d) (e) 同时要求t=t4时， 问题：为什么滞后桥臂T3、T4实现零电压开关比较困难？ 原因： 在滞后桥臂T3开通前的t34期间，电流ip减小很快（在此期间变压器短路，因此仅有谐振电感Lr提供能量), 因此电容C3放电到零、D3续流导通的时间很长，死区时间td必须大于该时间才能实现T3的零电压导通 （9－31）～（9－33）表明，轻载时很难实现零电压开通，但轻载时负载电流小，开关损耗不大，设计时可折中考虑。 如果实现零电压开通所需的Lr超过变压器漏感，则要外加串联电感。如果开关器件的寄生电容不足以实现软关断要求，则应另外并联电容。 ? 9.5.3 开关器件零电压开通条件（续2） 9.5.4 变压器副方绕组及二极管导电情况 ? 图9.8 (a) (d) (e) 9.5.5 电压（占空比）丢失情况 ? 9.6 交流电源、直流负载时电力电子变换系统方案比较 小 结 将基本的整流、逆变、DC/DC变压电路按一定的顺序串联，可以构成二级或三级组合型电力变换电源。例如含有直流中间环节的交流－直流－交流两级变换交流电源，又如含有交流中间环节的直流－交流－直流二级变换直流电源。有中间直流环节的交流电源有两类基本应用领域：一是VVVF变压、变频交流电源对交流电动机供电，实现交流电动机的转速、转矩、转向控制。另一是CVCF恒压、恒频交流电源，用于对供电质量要求较高的交流负载供电，现已得到广泛应用的交流不间断电源UPS就是一个典型的应用实例。 小 结 （续1） 有中间交流环节的直流电源，常用于对供电质量要求较高的直流负载，例如通讯系统中48V直流基础电源。图9.8(a)移相全桥零电压开关逆变－不控整流直流电源，由于具有优良的技术特性已成为DC/AC－AC/DC二级变换直流电源的最佳技术方案之一。如果是公用交流电网供电而直流负载功率又比较大、对特性的要求又比较高，则采用高频PWM整流－高频逆变－不控整流三级变换应该是最佳技术方案。 交流供电时常采用AC/DC—DC/AC两级变换得到负载所需的交流电压，直流供电时常采用DC/AC—AC/DC两级变换得到负载所需的直流电压。 小 结 （续2） * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Page * 江南大学物联网工程学院 * 电力电子应用技术 第 9 章多级开关电路组合型交流、直流电源 9 多级开关电路组合型交流、直流电源 引言 9.1 AC/DC-DC/AC变压、变频电源VVVF 9.2 AC/DC-DC/AC恒压、恒频不间断电源UPS 9.3 晶闸管相控整流-有源逆变的直流输电系统 9.4 具有中间交流环节的直流电源 *9.5 移相全桥零电压开关DC/AC-AC/DC变换器 9.6 交流电源、直流负载时电力电子变换系统方案比较 小结 引言 直流-直流电压变换 四类基本型变换器 直流-交流逆变 交流-直流整流 交流-交流电压、频率变换 实际应用中将2个甚至3个基本变换电路先后组合，构成多级开关电路组合型变压或变频电源。 例如图9.1 9.1 AC/DC-DC/AC变压、变频电源 图9.1(a)， 异步电动机： 变速传动要求VVVF电源，且V1、f1能协调控制，如令 V1 / f1 比值不变，使φm 不变， 9.1 AC/DC-DC/AC变压、变频电源（续1） SR-PI型速度调节器 不同的控制策略，要求有不同的V/f 函数关系。前级AC