现代电力电子技术7Resonance.ppt

* 第七章 谐振软开关变换器 ★ 开关电路能量变换的两种方式： 突变、强迫的能量变换；主导10W~500kW变换器 → 20kHz革命 硬 开 关： Hard Switching 软 开 关： Soft Switching 自然、柔性的能量变换；LC谐振+ZCS/ZVS； 80年代：DC-DC广泛应用/DC-AC远未成熟， 控制策略： 最佳离散脉冲调制 相邻空间电流矢量调制 离散时间积分型滑模 …… → 绿色革命 ★ 硬开关对高频变换的局限 1、二次击穿限制： 参数最佳设计 2、热学限制： 充分提高开关频率 3、缓冲限制： 分布参数可利用，降低成本，提高效率； 4、EMI限制：硬开关du/dt、di/dt → EMI 极间 电容 ① Miller效应：ΔUon大→Ig分流大分，偶合干扰 ∨ ZVS ② CDS/CE 损耗：开通时CU2OFF/2热损耗于器件内 ∨ ZVS ③ 易与分布电感振荡 ∨ 利用于谐振SS ★ 谐振变换器的分类 1、负载谐振变换器： 2、谐振开关（准谐振）变换器： 3、谐振直流环变换器 4、高频环整数半波变换器 ① 电压源型串联谐振变换器：串联负载谐振变换器（SLR） 并联负载谐振变换器（PLR） 混合谐振变换器 ② 电流源型并联谐振变换器（感应加热SCR） ③ E类谐振变换器 ① 谐振开关DC-DC变换器：零电流开关变换器（ZCS） 零电压开关变换器（ZVS） ② 零电压开关电压钳位（伪谐振）变换器（ZVS-CV） §7-1 负载谐振变换器 1 串联负载谐振变换器 ★ SLR谐振等效电路： ★ 导电规律： 解： 特征阻抗 1、断续运行方式（Ts 2To） ★ ★ 断续运行方式（Ts 2To） ★ D：ZC开通、关断 ★ S：S关断后并联D续流 ZV+ZC关断 ★ S：开通前全关断，S悬空 ZV+ZC开通 S 可采用 半控开关器件 ★ 调节全关断时间 可调节输出电流 2、连续运行方式—1 （To Ts 2To） ★ S：非ZC、非ZV开通； 但ZC+ZV关断 ★ D： ZC开通 但0和t2时， S1、S2流过 D2、D1的 反向恢复电流 （S非ZV开通） 3、连续运行方式—2 （ Ts To） S 强迫关断 S ZC+ZV 开通 SLR 的频率调节特性 断续 模式 ★ 断续模式的电流源特性 连续 模式 fs反比于全关断时间 ☆ SLR谐振的缺点： S、L峰值电流 较大 2 并联负载谐振变换器 ★ PLR谐振等效电路： ★ 导电规律： △ 设电感L1足够大，Ts内电流恒定： 断续运行方式（Ts 2To） ★ S：开通前全关断，S悬空 ZV+ZC开通 ★ S：S关断后并联D续流 ZV+ZC关断 ★ D：ZC开通、关断 深色线 为直线 PLR 的频率调节特性 断续 模式 ★ 断续模式的电压源特性 连续 模式 ☆ PLR谐振的缺点： C峰值电压 较大 * * * * *