具零电压与同步整流之降压型转换器.pptVIP

電力電子實驗室 S707 傳統PWM及ZVT、ZCT、ZVT-ZCT PWM轉換器之比較 指導教授:蔡明村 研究生:林尚寬 學號:M9720117 傳統式PWM轉換器: 利用PWM技術來控制功率晶體之導通與截止時間。 優點: 1. 經由切換頻率的提高，使得儲能元件體積大幅縮減 缺點: 1. 功率晶體切換時，因存在寄生電容，功率晶體之端電壓或電流並非瞬間為零，造成切換損失。 2. 隨著切換頻率的提高，寄生元件造成的切換損失越嚴重。 傳統式PWM轉換器: 零電壓PWM轉換器 零電壓PWM轉換器: 將共振元件放置在非主要能量的傳輸路徑上，減少傳導損失，並在主開關turn on前，先將輔助開關turn on 形成共振迴路，產生瞬態共振，主開關上的電壓共振至零，再進行切換。 優點: 1. 主開關只在切換瞬間產生瞬態共振，可減少高電壓大電流造成的元件應力和傳導損失。 缺點: 1. 僅有零電壓，無零電流。 零電流PWM轉換器 零電流PWM轉換器: 將共振元件放置在非主要能量的傳輸路徑上，減少傳導損失，並在主開關turn off前，先將輔助開關turn on 形成共振迴路，產生瞬態共振，主開關上的電流共振至零，再進行切換。 優點: 1. 主開關只在切換瞬間產生瞬態共振，可減少高電壓大電流造成的元件應力和傳導損失。 缺點: 1. 僅有零電流，無零電壓。 零電壓-零電流PWM轉換器 零電壓-零電流PWM轉換器: 在主開關導通(off→on)的前瞬態與截止(on →off)的後瞬態，輔助開關先turn on形成共振迴路，讓主開關上的電壓及電流共振零，達到零電壓-零電流，減少切換損失，在切換週期內，產生兩次瞬態共振。 優點: 1. 能降低元件應力與傳導損失，提高切換效率，並可定頻控制。 缺點: 1. 輔助開關在一個切換週期內必須產生兩次瞬態共振，驅動電路較複雜。 ZVT-ZCT PWM 具柔性切換之DC/AC變流器 本文利用ZVT原理在主電路的功率晶體工作方式是採用傳統的單極性SPWM切換來驅動輔助開闢與主開關，其關鍵差異在輔助開闢(a-d)必須領先主開闢(Ta-Td)導通，且主開關承載負載電流而輔助開關不承載負載電流。變流器控制方面則是採用DSP TMS320-F2812來達成，共三個控制器回路：最外回路為DC電壓迴路，利用抓取變流器輸出電壓的平均值和設定的電壓做比較後透過外回路控制器產生所需的交流控制電壓並將其做為中間回路的輸入交流電壓命令；中間AC電壓迴路即接受外回路的輸出做為其輸入參考命令，再回授變流器的交流瞬時電壓，透過中間回路控制器而產生所需內回路交流電流控制命令；內回路AC電流迴路則接受中間回路的輸出做為其輸入參考命令，再回授變流器輸出的交流瞬時電流，透過內回路控制器而產生所需SPWM控制信號，控制輔助開闢與主開關的切換來達到穩壓的控制。 具柔性切換之DC/AC變流器 實際的實現是從外回路(DC迴路)的回授信號開始，將變流器輸出電壓經由低通濾波器形成一個直流準位後並與直流命令相減，產生之誤差值經PI控制後再與相乘產生一個交流電壓命令；再跟AC回授電壓相減而產生其誤差值經由K倍放大後，再與AC回授電流相減，產生其誤差值再K倍放大，最後與三角波比較產生領先臂的SPWM與落後臂所需的SPWM驅動信號。 DC迴路為每60Hz執行一次，AC電壓迴路為9Khz執行一次，AC電流迴路為18Khz執行一次。如圖3所示。 輔助開關內的旁路二極體，因、的電壓極性而導通，如圖5(a)所示。 [,]:此時、輔助開關導通，供電端經由、輔助開關對、進行儲存能量動作，並與、主開關形成迴路，如圖5(b)所示。 [,]:、主開關off，但其旁路二極體導通，而此時、主開關內的寄生電容為放電動作，、輔助開關仍對、提供能量，如圖5(c)所示。 [,]:此時、主開關為零電壓導通，且供電端經由、輔助開關來對、主開關內的寄生電容充電，而、內的寄生電容的容量相當小，因此很快就充至與供電端相同的電位，如圖5(d)所示。 [,]: 、 輔助開關截止、因此、的電壓極性反轉，而使得、內的旁路二極體導通，如圖5(e)所示。 [,]: 、 主開關導通，於是、與、因而形成迴路，如圖5(f)所式。 [,]: 、 主開關off 但供電端對、內的寄生電容充電，並與、形成迴路，而對、內的寄生電容進行放電動作，如圖5(g)所示。 [,]: 、主開關完全截止，、為零電壓導通，而、因、、、導通而端電壓為零，如圖5(h)所示。 [,]: 、輔助開關截止，使、上的電壓極性反轉，使、內的旁路二級體導通，如圖5(i)所示。 柔性切換之DC/AC變流器 優點: 可做定頻控