《直流开关电源的软开关技术》-(精选)课件.pptVIP

交流电机控制技术 电力变换系统的软开关技术直流开关电源 软开关电力电子变换技术是近年来电力电子学领域中的一个热门话题。对软开关（soft switching)理论的深入研究，以及软开关技术的广泛应用，使电力电子变换器的设计出现了革命性的变化。 　１．变换器具有更高的效率——自身损耗大大降低 　２．变换器具有更高的功率密度——自身的体积和重量大大减小，以及更高的可靠性 　３．有效地减小电力变换装置引起的电磁污染（EMI）和环境污染（噪声等），为未来 大力发展绿色（无公害或低公害的电力电子产品提供了有效的方式和方法。 正因为软开关技术的诸多优点使其理论一出现就显示出了蓬勃的生命力，并受到各国专家学者的广泛重视。现在每年在世界上都有大量的相关论文发表，应用软开关技术的电力电子变换器也越来越多地推向市场，将来也必将取代传统的硬开关电力电子变换器。 本课特点：理论与实际相结合。 学习方法：理解 消化原理、理解过程、掌握分析方法 教材：《直流开关电源的软开关技术》阮新波等主编 课时要求 本课总学时：32学时，每次3学时 成绩评定：试卷80分；平时成绩20分 平时成绩包括：讨论、出勤率等 讲课主要内容 1.直流开关电源的基本电路拓扑 2.谐振变换器 3.准谐振变换器 4.多谐振变换器 5. ZCS PWM变换器和ZVS PWM变换器 6.零电压转换（ZVT）PWM变换器 7.零电流转换（ZCT）PWM变换器 8.正激变换器的磁复位技术 9.移相控制ZCS ZVS PWM DC/DC全桥变换器 10.移相控制ZCS PWM DC/DC全桥变换器 11.现代软开关电源应用设计举例 1.1 概述 1. 开关电源的分类 （1）现代开关电源： ① 直流开关电源——输出质量较高的直流电 ② 交流开关电源——输出质量较高的交流电 核心：电力电子变换器——应用电力电子器件将一种电能转变为另一种或多种形式电 能的装置 （2）按转换电能的种类： ① 直流—直流变换器：它是一种将直流电能转变成另一种或多种直流电能的变换器， 是直流开关电源的主要部件 ② 逆变器：是将直流电转换为交流电的电能转换 是交流开关电源和不间断电源UPS的主要部件 ③ 整流器：是将交流电转换为直流电的电能变换器 ④ 交交变频器：是将一种频率的交流电直接转换为另一种恒定频率或可变频率的交流 电，或是将变 频交流电直接转换为恒频交流电的电能变换器 1. 直流变换器的分类 （1）根据输入与输出间是否有电气隔离 ① 非隔离式直流变换器 单管直流变换器 降压式（Buck) 、升压式（Boost) 、升压式 / 降压式（Buck/ Boost ) 、Cuk 、Zeta 、Sepic 在六种单管变换器中，降压式和升压式变换器是最基础的，另外四种是从中派生出来的。 双管串接的升 降压式（Buck/ Boost )变换器 四管直流变换器 全桥直流变换器(Full-bridge converter) ② 隔离式直流变换器 有隔离的变换器可以实现输入与输出间的电气隔离，通常采用变压器实现隔离，变压器 本身具有变压的功能，有利于扩大变换器的应用范围。变压器的应用还便于实现多路不同电 压或多路相同的电压输出。 ★ 变换器的输出功率通常与所用开关管的数量成正比，故四管变换器的输出功率最大，而 单管变换器的输出功率最小。 ★ 没有隔离的变换器可和有隔离的变换器组合得到单个变换器不具备的特性。　　　 在逆变器中的晶闸管是作为开关元件使用的，根据过去的知识，晶闸管的导通是比较容易的（正向电压、触发信号），但关断却比较麻烦（反向电压或小于维持电流）。如果不是使用全控器件，就需要有专门的换流电路用于晶闸管的关断。 (c) D1开通、关断时的仿真和实验波形 输出容量Po=780W时的实验波形 (a) S1开通、关断时的波形 输出容量Po=3kW时的实验波形 (b) D1开通、关断时的波形 输出容量Po=3kW时的实验波形 (c) S2开通、关断时的波形 输出容量Po=3kW时的实验波形 带箝位二极管DC的新型无源辅助谐振变换器 图10 带箝位二极管DC时的S2开通、关断时的波形 原拓扑存在的问题及解决方法 主开关管S1的温度特性 (Po=3kW) 温度特性 效率曲线 效率特性 EMI测定装置 　　　　　(a) 天线水平状态　 　 　　(b) 天线垂直状态 EMI测定结果 结