主电路拓扑结构【创意版】.pptx
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拓扑结构1 ppt课件
计算机网络技术教程
----第三章 计算机网络技术基础
知识回顾
计算机网络技术基础
拓扑学
物理实体——点 连接路线——线 研究对象——点、线、面间的关系
计算机网络的拓扑结构
概念：网络节点和通信链路的几何位置关系
2
计算机网络技术基础
常见的拓扑结构类型及其示意图
星形
环形
总线形
网格形
总线型拓扑结构
计算机网络技术基础
2．最容易引起全网故障的网络拓扑结构是（ ） Ａ．星型拓扑结构 Ｂ．环型拓扑结构 Ｃ．总线型拓扑结构 Ｄ．星型总线型拓扑结构 3．最容易处理网络故障的网络拓扑结构是（ ） Ａ．星型拓扑结构 Ｂ．环型拓扑结构 Ｃ．总线型拓扑结构 Ｄ．星型总线型拓扑结构
网络的拓扑结构
计算机网络技术基础
1、总线型拓扑结构
缺点 1、网络扩展配置困难 2、节点故障引起全网故障 3、故障诊断困难 4、拓扑结构影响访问协议
控制方式 Token-Ring
计算机网络技术基础
拓扑结构的选择原则
• 可靠性
• 扩充性
• 费用高低
课堂练习
计算机网构是 （ ） A．星形结构 B、环形结构 C、总线结构 D、树形结构
以中央结点为中心，把若干外围结点连接起来的幅射式
互连结构。
工作站
工作站
服务器
集线器
工作站
工作站
特点：结构简单。建网容易，但可靠性差，中心节 点是网络的瓶颈，一旦出现故障则全网瘫痪。
网络的拓扑结构
计算机网络技术基础
3、 环型拓扑结构 环型拓扑结构将所有网络结点通过点到点通信线
路连接成闭合环路,数据将沿一个方向逐站传送，每个
分类： 单总线结构： 采用单根传输线作为传输介质 双总线结构： 采用多根传输线作为传输介质
----第三章 计算机网络技术基础
知识回顾
计算机网络技术基础
拓扑学
物理实体——点 连接路线——线 研究对象——点、线、面间的关系
计算机网络的拓扑结构
概念：网络节点和通信链路的几何位置关系
2
计算机网络技术基础
常见的拓扑结构类型及其示意图
星形
环形
总线形
网格形
总线型拓扑结构
计算机网络技术基础
2．最容易引起全网故障的网络拓扑结构是（ ） Ａ．星型拓扑结构 Ｂ．环型拓扑结构 Ｃ．总线型拓扑结构 Ｄ．星型总线型拓扑结构 3．最容易处理网络故障的网络拓扑结构是（ ） Ａ．星型拓扑结构 Ｂ．环型拓扑结构 Ｃ．总线型拓扑结构 Ｄ．星型总线型拓扑结构
网络的拓扑结构
计算机网络技术基础
1、总线型拓扑结构
缺点 1、网络扩展配置困难 2、节点故障引起全网故障 3、故障诊断困难 4、拓扑结构影响访问协议
控制方式 Token-Ring
计算机网络技术基础
拓扑结构的选择原则
• 可靠性
• 扩充性
• 费用高低
课堂练习
计算机网构是 （ ） A．星形结构 B、环形结构 C、总线结构 D、树形结构
以中央结点为中心，把若干外围结点连接起来的幅射式
互连结构。
工作站
工作站
服务器
集线器
工作站
工作站
特点：结构简单。建网容易，但可靠性差，中心节 点是网络的瓶颈，一旦出现故障则全网瘫痪。
网络的拓扑结构
计算机网络技术基础
3、 环型拓扑结构 环型拓扑结构将所有网络结点通过点到点通信线
路连接成闭合环路,数据将沿一个方向逐站传送，每个
分类： 单总线结构： 采用单根传输线作为传输介质 双总线结构： 采用多根传输线作为传输介质
主电路拓扑结构
6 / 0.7797
半桥逆变电路 全桥逆变电路 三相逆变电路
在输入输出需要隔离，或输出电压与输入电压相差很大时需要插入 变压器： 单级逆变器
内高频环逆变器：采用内高频环节可以在内高频环节采用较高的工 作频率，从而减小变压器和滤波电感、电容的体积
AC/DC： 1）单 相或三相全桥
2）带PFC的高频整流电路
3） PWM整流电路 采用SPWM控制，使交流输出端
形成一个与us频率相同的SPWM 波uAB，其相位决定了is的相位， 也决定了该电路的工作象限和应 用情况。
·Is
U·s
·UA
U·L
·Is
U·R
·UA U·s
U·L U·R
a)整流运行
b)逆变运行
·Is U·s ·UA
U·L U·R
c)无功补Vˆtri
基波：Vo1 k(ma)Vd
ma 1 时
ma /2 2 0.354ma
k(ma ) ma / 2 0.707ma
2
3 2
ma
0.612ma
频率调制比
mf
fs f1
半桥逆变电路 全桥逆变电路 三相逆变电路
方波控制：
2 / 0.45 k (ma ) 2 2 / 0.9
➢带隔离的变换器 要求输出与输入隔离或输出与输入电压之比远小于或远大于1
要求有多个输出：
1） 正激变换器（Buck电路演变而来）
Vo D Vd 考虑变压器磁通复位的实际电路：
Vo N2 D Vd N1
B BS
BR
O H
2） 反激变换器（Buck－Boost电路演变而来）
Vo D Vd 1 D
主电路拓扑结构
DC/DC： ➢基本直流变换电路： 1）Buck（降压）： Vo DVd
半桥逆变电路 全桥逆变电路 三相逆变电路
在输入输出需要隔离，或输出电压与输入电压相差很大时需要插入 变压器： 单级逆变器
内高频环逆变器：采用内高频环节可以在内高频环节采用较高的工 作频率，从而减小变压器和滤波电感、电容的体积
AC/DC： 1）单 相或三相全桥
2）带PFC的高频整流电路
3） PWM整流电路 采用SPWM控制，使交流输出端
形成一个与us频率相同的SPWM 波uAB，其相位决定了is的相位， 也决定了该电路的工作象限和应 用情况。
·Is
U·s
·UA
U·L
·Is
U·R
·UA U·s
U·L U·R
a)整流运行
b)逆变运行
·Is U·s ·UA
U·L U·R
c)无功补Vˆtri
基波：Vo1 k(ma)Vd
ma 1 时
ma /2 2 0.354ma
k(ma ) ma / 2 0.707ma
2
3 2
ma
0.612ma
频率调制比
mf
fs f1
半桥逆变电路 全桥逆变电路 三相逆变电路
方波控制：
2 / 0.45 k (ma ) 2 2 / 0.9
➢带隔离的变换器 要求输出与输入隔离或输出与输入电压之比远小于或远大于1
要求有多个输出：
1） 正激变换器（Buck电路演变而来）
Vo D Vd 考虑变压器磁通复位的实际电路：
Vo N2 D Vd N1
B BS
BR
O H
2） 反激变换器（Buck－Boost电路演变而来）
Vo D Vd 1 D
主电路拓扑结构
DC/DC： ➢基本直流变换电路： 1）Buck（降压）： Vo DVd
主电路拓扑结构
应用场景
不同的应用场景（如电动 汽车、数据中心、工业电 机驱动等）对主电路拓扑 有不同的需求。
成本考虑
在满足性能要求的前提下 ，尽量选择成本较低的拓 扑结构。
设计原则
安全性
确保主电路在各种工作条 件下都能安全稳定运行， 包括过压、过流、过热等 保护措施。
效率优化
通过合理的拓扑设计和元 件选型，提高系统的整体 效率。
工业电机驱动器
根据电机类型和驱动需求选择合适的拓扑结构，如三相全 桥逆变器、多电平逆变器等，实现电机的可靠驱动和高效 控制。
04
主电路拓扑结构的性 能评估
效率评估
效率计算
通过测量输入和输出功率，计算主电路拓扑结构的效率。
损耗分析
分析主电路中的功率损耗，包括导通损耗、开关损耗等。
优化设计
针对损耗较大的部分进行优化设计，提高主电路拓扑结构的效率 。
分类
根据电路中电源、负载和开关元 件的连接方式，主电路拓扑结构 可分为串联、并联、混联和桥式 等类型。
拓扑结构的重要性
性能影响
不同的拓扑结构会对电路的性能产生显著影响， 如电压、电流、功率因数和效率等。
效率
优化拓扑结构可以提高电路的效率，降低能耗和 温升，提高能源利用率。
可靠性
合理的拓扑结构可以提高电路的可靠性，减少故 障率，延长使用寿命。
随着电力电子技术的不断发展 ，主电路的效率将不断提高。
高集成化
采用高度集成的电力电子模块 ，减小主电路的体积和重量。
智能化和自动化
引入人工智能和机器学习技术 ，实现主电路的智能化管理和 自动化控制。
绿色化和环保化
采用环保材料和清洁能源，降 低主电路的能耗和环境污染。
06
计算机网络拓扑结构完美版PPT
3、局域网采用星形拓朴结构时,所有计算机都连接到一个中 心点,该中心点是 〔集线器 〕 4、〔 星形 〕拓扑故障诊断容易，〔 总线形 〕拓扑使用的 线路短〔 可靠性 〕高。 5、以太网的拓扑结构是( 总线形 )。
课堂练习
二、选择题
1、属于集中控制方式的网络拓扑结构是 〔 A 〕
A．星形结构 B、环形结构 C、总线结构 D、树形结构
星形结构以中央结点为中心，用单独的线路使中央结点与其 他各站点直接相连，采用集中式通信控制策略。
HUUBB（（中中央央控控制器制）器）
星型（Star）拓扑
3.1 网络拓扑结构
〔2〕：优缺点：
优点：配置方便、每个连接点只接一个设备、集中控制和故障 诊断容易、简单的访问协议。 缺点：安装需大量电缆，增加费用、扩展困难、全网工作依赖 于中央结点。
导入学习内容：
提问1：影响局域网性能的因素有哪些？
拓扑结构、介质访问控制方法、传输介质
拓扑的特性将决定网络如何运行，并影响 到网络的安装和故障诊断等方面。
3.1 网络拓扑结构
知识点1：什么是拓扑结构？
网络的拓扑是指网络中计算机及其他设备的连接关 系。是网络中的通信线路和结点间的几何排序，并 用以表示网络的整体结构外貌，同时也反映了各个 模块之间的结构关系。 注意： 1、结点：网络内部的主机、终端、交换机等。 2、拓扑结构可以指：计算机和其他设备之间、结点 和结点之间、终端和终端之间、计算机和计算机之间 〔工作站和工作站〕的连接关系。
网(LAN). 缺点：安装需大量电缆，增加费用、扩展困难、全网工作依赖于中央结点。
2、网络的物理连接的构型称为〔
〕。
A.接入的计B算机多少 B.接入的计算机类型 缺点：故障诊断困难、故障隔离困难、扩展干线时，需重新配置中断器、站点必须是智能的，增加费用。
课堂练习
二、选择题
1、属于集中控制方式的网络拓扑结构是 〔 A 〕
A．星形结构 B、环形结构 C、总线结构 D、树形结构
星形结构以中央结点为中心，用单独的线路使中央结点与其 他各站点直接相连，采用集中式通信控制策略。
HUUBB（（中中央央控控制器制）器）
星型（Star）拓扑
3.1 网络拓扑结构
〔2〕：优缺点：
优点：配置方便、每个连接点只接一个设备、集中控制和故障 诊断容易、简单的访问协议。 缺点：安装需大量电缆，增加费用、扩展困难、全网工作依赖 于中央结点。
导入学习内容：
提问1：影响局域网性能的因素有哪些？
拓扑结构、介质访问控制方法、传输介质
拓扑的特性将决定网络如何运行，并影响 到网络的安装和故障诊断等方面。
3.1 网络拓扑结构
知识点1：什么是拓扑结构？
网络的拓扑是指网络中计算机及其他设备的连接关 系。是网络中的通信线路和结点间的几何排序，并 用以表示网络的整体结构外貌，同时也反映了各个 模块之间的结构关系。 注意： 1、结点：网络内部的主机、终端、交换机等。 2、拓扑结构可以指：计算机和其他设备之间、结点 和结点之间、终端和终端之间、计算机和计算机之间 〔工作站和工作站〕的连接关系。
网(LAN). 缺点：安装需大量电缆，增加费用、扩展困难、全网工作依赖于中央结点。
2、网络的物理连接的构型称为〔
〕。
A.接入的计B算机多少 B.接入的计算机类型 缺点：故障诊断困难、故障隔离困难、扩展干线时，需重新配置中断器、站点必须是智能的，增加费用。
计算机网络拓扑结构PPT幻灯片
任何一个站发送 的信号都沿着传 输媒体传播，而 且能被所有其
他站接收
总线型拓扑结构采用一个信 道作为传输媒体，所有站点
都通过相应的硬件接口 直接连到这一公共媒 体上，公共传 输媒体就是 总线
9
总线型拓扑结构优点
1 总线结构所需的电缆数量少
2
总线结构简单，是无源工 作，有较高可靠性；
3
易于扩充，增加或减少 用户比较方便。
节点的故障会引起全网
1 故障。因为环上的数据 传输要通过接在环上的 每一个节点，一旦环中 某一节点发生故障就会 引起全网的故障
2 故障检测困难。这与总 线型拓扑结构相似，因 为不是集中控制，故障 检测需在网上各个节点 进行，因此，实施起来 有困难。
15
其他类型
拓扑结构
16
树型拓扑结构
树型拓扑结构是从总线型拓 扑演变而来的，形状像一颗 倒立的树，顶端是根，树根 以下带分支，每个分支再带 分支。由树根接收各站发送 来的数据，然后再广播发送 到全网。树型拓扑的特点大 多与总线型拓扑的特点相同， 但也有其特殊之处。
计算机 网络拓扑结构
1
拓扑学是几何学的一个分支，它是从图论演变过来的。 拓扑学首先把实体的线路抽象成线，而研究点、线、面之间的关系。
计算机网络拓扑是通过网中节点或节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构， 反映同一网络中各实体的结构关系。
拓扑设计是建设计算机网络的第一步，也是实现各种网络协议的基础， 它对网络的性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。
$
10
总线型拓扑结构缺点
总线的传输距离有限， 通信范围受到限制 故障诊断 隔离较困难
ADD YOUR TITLE
11
环型
拓扑结构
他站接收
总线型拓扑结构采用一个信 道作为传输媒体，所有站点
都通过相应的硬件接口 直接连到这一公共媒 体上，公共传 输媒体就是 总线
9
总线型拓扑结构优点
1 总线结构所需的电缆数量少
2
总线结构简单，是无源工 作，有较高可靠性；
3
易于扩充，增加或减少 用户比较方便。
节点的故障会引起全网
1 故障。因为环上的数据 传输要通过接在环上的 每一个节点，一旦环中 某一节点发生故障就会 引起全网的故障
2 故障检测困难。这与总 线型拓扑结构相似，因 为不是集中控制，故障 检测需在网上各个节点 进行，因此，实施起来 有困难。
15
其他类型
拓扑结构
16
树型拓扑结构
树型拓扑结构是从总线型拓 扑演变而来的，形状像一颗 倒立的树，顶端是根，树根 以下带分支，每个分支再带 分支。由树根接收各站发送 来的数据，然后再广播发送 到全网。树型拓扑的特点大 多与总线型拓扑的特点相同， 但也有其特殊之处。
计算机 网络拓扑结构
1
拓扑学是几何学的一个分支，它是从图论演变过来的。 拓扑学首先把实体的线路抽象成线，而研究点、线、面之间的关系。
计算机网络拓扑是通过网中节点或节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构， 反映同一网络中各实体的结构关系。
拓扑设计是建设计算机网络的第一步，也是实现各种网络协议的基础， 它对网络的性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。
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总线型拓扑结构缺点
总线的传输距离有限， 通信范围受到限制 故障诊断 隔离较困难
ADD YOUR TITLE
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环型
拓扑结构
计算机网络拓扑结构公开课学习PPT课件
银杏树的叶子是扇形的，颇像一个蝴 蝶结。 嫩绿的 叶子上 有一根 根的叶 茎，叶 子摸起 来软绵 绵的， 非常舒 服。在 初春的 时候， 银杏树 还是光 秃秃的 。冬天 的寒风 使它褪 去了黄 黄的叶 子。 银杏树的叶子是扇形的，颇像一个蝴 蝶结。 嫩绿的 叶子上 有一根 根的叶 茎，叶 子摸起 来软绵 绵的， 非常舒 服。在 初春的 时候， 银杏树 还是光 秃秃的 。冬天 的寒风 使它褪 去了黄 黄的叶 子。
经常用到的以太网就是这种结构，
不过以太网早期是以总线型结构
为
主
，
但 是 由 于 银杏树的叶子是扇形的，颇像一个蝴蝶结。嫩绿的叶子上有一根根的叶茎，叶子摸起来软绵绵的，非常舒服。在初春的时候，银杏树还是光秃秃的。冬天的寒风使它褪去了黄黄的叶子。
它
容
易
造
成
拥
塞
银杏树的叶子是扇形的，颇像一个蝴 蝶结。 嫩绿的 叶子上 有一根 根的叶 茎，叶 子摸起 来软绵 绵的， 非常舒 服。在 初春的 时候， 银杏树 还是光 秃秃的 。冬天 的寒风 使它褪 去了黄 黄的叶 子。
银杏树的叶子是扇形的，颇像一个蝴 蝶结。 嫩绿的 叶子上 有一根 根的叶 茎，叶 子摸起 来软绵 绵的， 非常舒 服。在 初春的 时候， 银杏树 还是光 秃秃的 。冬天 的寒风 使它褪 去了黄 黄的叶 子。
请同学们画网络拓扑图， 将五台计算机组成网络。
银杏树的叶子是扇形的，颇像一个蝴 蝶结。 嫩绿的 叶子上 有一根 根的叶 茎，叶 子摸起 来软绵 绵的， 非常舒 服。在 初春的 时候， 银杏树 还是光 秃秃的 。冬天 的寒风 使它褪 去了黄 黄的叶 子。 银杏树的叶子是扇形的，颇像一个蝴 蝶结。 嫩绿的 叶子上 有一根 根的叶 茎，叶 子摸起 来软绵 绵的， 非常舒 服。在 初春的 时候， 银杏树 还是光 秃秃的 。冬天 的寒风 使它褪 去了黄 黄的叶 子。
电路拓扑是什么意思-电路拓扑结构_电路拓扑图
电路拓扑是什么意思?电路拓扑结构_电路拓扑图
由于拓扑约束与元件的特性无关，在研究拓扑约束时，我们可以将电路中的元件用线段代替，画成一些由线段组成的图，如图1(a)中的电路图画成为图1(b)的拓扑图。
我们称图1(b)为图(a)所示电路的“图”，图中的各线段称为支路，线段的连接点称为节点。
因此，图的确切定义是：一组节点与支路的集合，其中每一支路的两端都终止在节点上。
在上图中，a,b,c,d,e,f,g,h为支路，1，2，3，4，5为节点。
在图中构成闭合一个闭合路径所需的数量最少的支路的集合称为回路，在回路中去掉一个支路则不能构成闭合路径。
例如图2(a)所示的支路集合(a,b,c,d), (d,e,h) 和 (g,h) 均为回路。
在一个图中可以有许多回路。
如果回路中不包围其他支路，则称这样的回路为网孔。
在图2(b)中有4个网孔，它们是支路集合(a,b,c,d),(c,e,f),(d,e,g)和(g,h)。
如果在图上标明各支路电流（或电压）的参考方向（通常采用电压和电流的一致参考方向来同时表示电压和电流），这样的图则称为有向图，如图3所示。
拓扑图中心小学计算机网络拓扑图实用PPT解析课件
2F 接入交换机
3F 接入交换机
4F 接入交换机
4F 接入交换机
4F 接入交换机
教研楼 1F 汇聚交换机
2F 接入交换机 3F 接入交换机 4F 接入交换机
某中心小学监控系统
显示部分
存储部分
千兆交换机 +光收发组
或带光口
服务器部分
教学楼1
1F 百兆交换机 +光收发
教学楼2 或带光口 1F +百光兆收交发换机 秋天，漫步花园。万树枯竭，唯独菊花一枝独秀，我们在花园中尽情漫步，菊花慷慨大方地送上淳朴的花香。小动物们无暇顾及这这菊花的幽香，而忙着去采集过冬的食物，为度过难熬的冬天而忙碌着。小松鼠将食物藏在树洞中，熊将自己缩成一团，熟睡起来，青蛙也躲在了自己的洞中，不再出来演唱自己那洪亮的歌声。
教学楼3
或带光口
1F 百兆交换机 +光收发
或带光口
秋天，漫步花园。万树枯竭，唯独菊 花一枝 独秀， 我们在 花园中 尽情漫 步，菊 花慷慨 大方地 送上淳 朴的花 香。小 动物们 无暇顾 及这这 菊花的 幽香， 而忙着 去采集 过冬的 食物， 为度过 难熬的 冬天而 忙碌着 。小松 鼠将食 物藏在 树洞中 ，熊将 自己缩 成一团 ，熟睡 起来， 青蛙也 躲在了 自己的 洞中， 不再出 来演唱 自己那 洪亮的 歌声。
视频监控
说明
汇聚机房：各栋楼均设有首层汇聚机房，可视情况放在弱电间，弱电井等地；由网络中心机房敷设光缆至各汇聚机房 接入机房：各栋楼其他非首层楼层，可视情况在弱电间或弱电井等地，每一层或几层，设一接入机房；由各栋楼敷设 光缆或六类网线至各接入机房
秋天，漫步花园。万树枯竭，唯独菊 花一枝 独秀， 我们在 花园中 尽情漫 步，菊 花慷慨 大方地 送上淳 朴的花 香。小 动物们 无暇顾 及这这 菊花的 幽香， 而忙着 去采集 过冬的 食物， 为度过 难熬的 冬天而 忙碌着 。小松 鼠将食 物藏在 树洞中 ，熊将 自己缩 成一团 ，熟睡 起来， 青蛙也 躲在了 自己的 洞中， 不再出 来演唱 自己那 洪亮的 歌声。
3F 接入交换机
4F 接入交换机
4F 接入交换机
4F 接入交换机
教研楼 1F 汇聚交换机
2F 接入交换机 3F 接入交换机 4F 接入交换机
某中心小学监控系统
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千兆交换机 +光收发组
或带光口
服务器部分
教学楼1
1F 百兆交换机 +光收发
教学楼2 或带光口 1F +百光兆收交发换机 秋天，漫步花园。万树枯竭，唯独菊花一枝独秀，我们在花园中尽情漫步，菊花慷慨大方地送上淳朴的花香。小动物们无暇顾及这这菊花的幽香，而忙着去采集过冬的食物，为度过难熬的冬天而忙碌着。小松鼠将食物藏在树洞中，熊将自己缩成一团，熟睡起来，青蛙也躲在了自己的洞中，不再出来演唱自己那洪亮的歌声。
教学楼3
或带光口
1F 百兆交换机 +光收发
或带光口
秋天，漫步花园。万树枯竭，唯独菊 花一枝 独秀， 我们在 花园中 尽情漫 步，菊 花慷慨 大方地 送上淳 朴的花 香。小 动物们 无暇顾 及这这 菊花的 幽香， 而忙着 去采集 过冬的 食物， 为度过 难熬的 冬天而 忙碌着 。小松 鼠将食 物藏在 树洞中 ，熊将 自己缩 成一团 ，熟睡 起来， 青蛙也 躲在了 自己的 洞中， 不再出 来演唱 自己那 洪亮的 歌声。
视频监控
说明
汇聚机房：各栋楼均设有首层汇聚机房，可视情况放在弱电间，弱电井等地；由网络中心机房敷设光缆至各汇聚机房 接入机房：各栋楼其他非首层楼层，可视情况在弱电间或弱电井等地，每一层或几层，设一接入机房；由各栋楼敷设 光缆或六类网线至各接入机房
秋天，漫步花园。万树枯竭，唯独菊 花一枝 独秀， 我们在 花园中 尽情漫 步，菊 花慷慨 大方地 送上淳 朴的花 香。小 动物们 无暇顾 及这这 菊花的 幽香， 而忙着 去采集 过冬的 食物， 为度过 难熬的 冬天而 忙碌着 。小松 鼠将食 物藏在 树洞中 ，熊将 自己缩 成一团 ，熟睡 起来， 青蛙也 躲在了 自己的 洞中， 不再出 来演唱 自己那 洪亮的 歌声。
第二节 电路的拓扑结构.
图的定义：一个图G是一组节点的集 合，每条支路的两端都联到相应的节 点。
连通图：G的任意两节点间至少存在 一条支路构成的路径。
G中有若干闭合回路
第三章 电路分析的网络方程法
第二节 电路的拓扑结构
二、树、割集
树——能连接所有节点，但不构成回 路的树支（支路）总和。见图3-2
（b）、（c）、（d）树是G的子图
返回本章开头第三章第三章电路分析的网络方程法电路分析的网络方程法第二节第二节电路的拓扑结构电路的拓扑结构kcl和kvl方程与支路的元件性质无关因此在讨论电路的拓扑关系时可将电路的物理内容抽去用圆点表示节点线段表示支路得到电路的拓扑图称电路的第三章第三章电路分析的网络方程法电路分析的网络方程法第二节第二节电路的拓扑结构电路的拓扑结构例如
第三章 电路分析的网络方程法
第二节 电路的拓扑结构
第二节
电路的拓扑结构
电路的拓扑结构又称电路的图，用 于讨论电路与节点联接关系。
返回本章开头
第三章 电路分析的网络方程法
第二节 电路的拓扑结构
一、电路的图 KCL和KVL方程与支路的元件性 质无关，因此在讨论电路的拓扑
关系时可将电路的物理内容抽去，
用圆点表示节点、线段表示支路，
作业：习题三 对3、5题作电路的图，并做 基本回路和基本割集
返回本章开头
第三章 电路分析的网络方程法
如图3-4 选树：1、4、6（黄线条）， 则（1、4、5）（1、4、6、2）（4、6、 3）是基本回路以基本回路列的方程一 定是独立的。
第二节 电路的拓扑结构
图3-4 图G（整体） 树（黄色）
第三章 电路分析的网络方程法
第二节 电路的拓扑结构
（a ）
（b）
相关主题
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主电路的拓扑结构与控制方式
基本构成：
四类基本电路 AC/DC―――整流 DC/DC―――斩波 DC/AC―――逆变 AC/AC―――周波变换，交流调压或调功控制
精品文档
1
DC/DC： ➢基本直流变换电路： 1）Buck（降压）： Vo DVd
这里D ton / Ts
2）Boost（升压）：Vo Vd /(1 D)
➢ 器件的利用率
对非隔离的 DC-DC 变换器, 从 提高器件的利用率来考虑应采 用 简 单 的 Buck 或 Boost 电 路，有利于降低成本和提高效率
精品文档
5
➢带隔离的变换器 要求输出与输入隔离或输出与输入电压之比远小于或远大于1
精品文档
6
要求有多个输出：
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7
1） 正激变换器在输入输出需要隔离，或输出电压与输入电压相差很大时需要插入 变压器： 单级逆变器
内高频环逆变器：采用内高频环节可以在内高频环节采用较高的工 作频率，从而减小变压器和滤波电感、电容的体积
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15
AC/DC： 1）单 相或三相全桥
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16
2）带PFC的高频整流电路 功率因数：
PF Pav S
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21
AC－DC－AC主电路拓扑结构： 根据电路工作象限的要求进行选择 1 不具有电能反馈能力，如果
负载为电动机会有电能反馈到 中间电容，使电容电压升高。 2 电阻耗能电路，当电容电压升 到一定值，使Vo导通，将反馈能 量消耗在Ro上 3 整流和逆变均为PWM控制的电 压型间接交流变流电路。能量可 双向流动。输入输出电流均为正 弦波，输入功率因数高，且可实 现电动机四象限运行。
ma 1 时
ma /2 2 0.354ma
k(ma ) ma 2 0.707ma
2
3 2
ma
0.612ma
频率调制比
mf
fs f1
半桥逆变电路 全桥逆变电路 三相逆变电路
方波控制：
2 / 0.45 k (ma ) 2 2 / 0.9
6 / 0.7797
半桥逆变电路 全桥逆变电路 三相逆变电路
18
3） PWM整流电路 采用SPWM控制，使交流输出端
形成一个与us频率相同的SPWM 波uAB，其相位决定了is的相位， 也决定了该电路的工作象限和应
用情况。
·Is
U·s
·UA
U·L
·Is
U·R
·UA U·s
U·L U·R
a)整流运行
b)逆变运行
·Is U·s ·UA
U·L U·R
c)无功补偿运行
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22
系统控制方式： 逆变电路的方波控制：自身无调压功能，须借助于直流电压调整或 移相控制方式进行输出电压控制 逆变与直流变换器的PWM控制：目前应用最多的控制方式，其兼具 输出电压和频率控制的功能，控制的灵敏性得到提高，同时在输出 电压的频谱特性也大幅提高 可控整流电路的相位控制方式：技术成熟、价格低廉且可靠性高， 但其网侧功率因数低，谐波含量高，对电网污染较大 PWM整流控 制：上述相控整流所带来的问题都可以迎刃而解 PWM 控 制 技 术 的 不 断 进 化 ：PWM SPWM SVPWM SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）：直流电压利用效率 高、开关次数少和易于实现 全数字化
交流调速传动系统：交流电动机结构简单，可靠性高维护成本低； 控制精度高，响应快速。采用变频调速方式时，无论电机转速高低， 转差功率的消耗基本不变，系统效率是各种交流调速方式中最高 的，具有显著的节能效果，是交流调速传动应用最多的一种方式。
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20
CVCF―――UPS
市电正常时，由市电供电，市电经整流器整流为直流，再逆变为50Hz 恒频恒压的交流电向负载供电。同时，整流器输出给蓄电池充电，保证蓄 电池的电量充足。此时负载可得到的高质量的交流电压，具有稳压、稳频 性能，也称为稳压稳频电源。市电异常乃至停电时，蓄电池的直流电经逆 变器变换为恒频恒压交流电继续向负载供电，供电时间取决于蓄电池容量 的大小。
PWM整流电路其交、直流侧电压，网侧电流和功率因数均可控， 因此其应用范围极为广阔，该技术可用于高功率因数整流器、静止 无功补偿器（SVC）、有源电力滤波器（APF）等领域。
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19
AC/AC：功率控制器，电压控制器，周波变换器 间接AC/AC变流电路：AC－DC－AC结构
主要应用： VVVF―――交流变频调速器
Vo D Vd 考虑变压器磁通复位的实际电路：
Vo N2 D Vd N1
B BS
BR
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O
H8
2） 反激变换器（Buck－Boost电路演变而来）
Vo D Vd 1 D
Vo N2 D Vd N1 1 D
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9
3） 半桥变换器 4） 全桥变换器
Vo N2 D Vd N1
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Vo 2 N2 D
VsI s1 cos1
VsI s
I s1 Is
cos
1
取决于：位移因数cos1
和谐波含量
I s1 Is
二极管整流电路：
位移因数cos1接近1，
但输入电流中谐波分量很大
Is1
Is 较小 晶闸管相控整流：
除输入电流谐波较大外，
位移因数cos1 cos
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17
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加入 Boost 电路后，电源 us 不 管处于任何相位，只要开关导 通，交流电源就有电流流过在 电感 Ld 上进行储能，开关关断 后电源us 和电感Ld 中储存的能 量一起通过二极管向滤波电容 充电和负载提供负载电流。只 要控制好开关，可以使电源电 流 is 为正弦且与电源电压 us 同 相位，基本达到单位功率因数 的水平。
Vd
N1
10
5） 推挽变换器
Vo 2 N2 D
Vd
N1
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11
DC/AC：PWM单相（三相）逆变器，方波逆变器 1） 半桥逆变电路
2） 全桥逆变电路
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12
3） 三相逆变电路
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13
控制方式：
SPWM：
幅值调制比
ma
Vˆcontrol Vˆtri
基波：Vo1 k(ma)Vd
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2
3）Buck－Boost: 4）Cuk：
Vo D Vd 1 D
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Vo D Vd 1 D
3
5）全桥变换器―――四象限工作
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4
6）各种 DC-DC 变换器的比较
➢ 功率传输 Buck, Boost, Buck-Boost, Cúk 变换器中功率的传递方向只能为单向传输 全桥变换器功率输出电压和电流均正可负，可以双向传输功率
基本构成：
四类基本电路 AC/DC―――整流 DC/DC―――斩波 DC/AC―――逆变 AC/AC―――周波变换，交流调压或调功控制
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1
DC/DC： ➢基本直流变换电路： 1）Buck（降压）： Vo DVd
这里D ton / Ts
2）Boost（升压）：Vo Vd /(1 D)
➢ 器件的利用率
对非隔离的 DC-DC 变换器, 从 提高器件的利用率来考虑应采 用 简 单 的 Buck 或 Boost 电 路，有利于降低成本和提高效率
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5
➢带隔离的变换器 要求输出与输入隔离或输出与输入电压之比远小于或远大于1
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6
要求有多个输出：
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7
1） 正激变换器在输入输出需要隔离，或输出电压与输入电压相差很大时需要插入 变压器： 单级逆变器
内高频环逆变器：采用内高频环节可以在内高频环节采用较高的工 作频率，从而减小变压器和滤波电感、电容的体积
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AC/DC： 1）单 相或三相全桥
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2）带PFC的高频整流电路 功率因数：
PF Pav S
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21
AC－DC－AC主电路拓扑结构： 根据电路工作象限的要求进行选择 1 不具有电能反馈能力，如果
负载为电动机会有电能反馈到 中间电容，使电容电压升高。 2 电阻耗能电路，当电容电压升 到一定值，使Vo导通，将反馈能 量消耗在Ro上 3 整流和逆变均为PWM控制的电 压型间接交流变流电路。能量可 双向流动。输入输出电流均为正 弦波，输入功率因数高，且可实 现电动机四象限运行。
ma 1 时
ma /2 2 0.354ma
k(ma ) ma 2 0.707ma
2
3 2
ma
0.612ma
频率调制比
mf
fs f1
半桥逆变电路 全桥逆变电路 三相逆变电路
方波控制：
2 / 0.45 k (ma ) 2 2 / 0.9
6 / 0.7797
半桥逆变电路 全桥逆变电路 三相逆变电路
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3） PWM整流电路 采用SPWM控制，使交流输出端
形成一个与us频率相同的SPWM 波uAB，其相位决定了is的相位， 也决定了该电路的工作象限和应
用情况。
·Is
U·s
·UA
U·L
·Is
U·R
·UA U·s
U·L U·R
a)整流运行
b)逆变运行
·Is U·s ·UA
U·L U·R
c)无功补偿运行
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系统控制方式： 逆变电路的方波控制：自身无调压功能，须借助于直流电压调整或 移相控制方式进行输出电压控制 逆变与直流变换器的PWM控制：目前应用最多的控制方式，其兼具 输出电压和频率控制的功能，控制的灵敏性得到提高，同时在输出 电压的频谱特性也大幅提高 可控整流电路的相位控制方式：技术成熟、价格低廉且可靠性高， 但其网侧功率因数低，谐波含量高，对电网污染较大 PWM整流控 制：上述相控整流所带来的问题都可以迎刃而解 PWM 控 制 技 术 的 不 断 进 化 ：PWM SPWM SVPWM SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）：直流电压利用效率 高、开关次数少和易于实现 全数字化
交流调速传动系统：交流电动机结构简单，可靠性高维护成本低； 控制精度高，响应快速。采用变频调速方式时，无论电机转速高低， 转差功率的消耗基本不变，系统效率是各种交流调速方式中最高 的，具有显著的节能效果，是交流调速传动应用最多的一种方式。
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20
CVCF―――UPS
市电正常时，由市电供电，市电经整流器整流为直流，再逆变为50Hz 恒频恒压的交流电向负载供电。同时，整流器输出给蓄电池充电，保证蓄 电池的电量充足。此时负载可得到的高质量的交流电压，具有稳压、稳频 性能，也称为稳压稳频电源。市电异常乃至停电时，蓄电池的直流电经逆 变器变换为恒频恒压交流电继续向负载供电，供电时间取决于蓄电池容量 的大小。
PWM整流电路其交、直流侧电压，网侧电流和功率因数均可控， 因此其应用范围极为广阔，该技术可用于高功率因数整流器、静止 无功补偿器（SVC）、有源电力滤波器（APF）等领域。
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19
AC/AC：功率控制器，电压控制器，周波变换器 间接AC/AC变流电路：AC－DC－AC结构
主要应用： VVVF―――交流变频调速器
Vo D Vd 考虑变压器磁通复位的实际电路：
Vo N2 D Vd N1
B BS
BR
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O
H8
2） 反激变换器（Buck－Boost电路演变而来）
Vo D Vd 1 D
Vo N2 D Vd N1 1 D
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3） 半桥变换器 4） 全桥变换器
Vo N2 D Vd N1
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Vo 2 N2 D
VsI s1 cos1
VsI s
I s1 Is
cos
1
取决于：位移因数cos1
和谐波含量
I s1 Is
二极管整流电路：
位移因数cos1接近1，
但输入电流中谐波分量很大
Is1
Is 较小 晶闸管相控整流：
除输入电流谐波较大外，
位移因数cos1 cos
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加入 Boost 电路后，电源 us 不 管处于任何相位，只要开关导 通，交流电源就有电流流过在 电感 Ld 上进行储能，开关关断 后电源us 和电感Ld 中储存的能 量一起通过二极管向滤波电容 充电和负载提供负载电流。只 要控制好开关，可以使电源电 流 is 为正弦且与电源电压 us 同 相位，基本达到单位功率因数 的水平。
Vd
N1
10
5） 推挽变换器
Vo 2 N2 D
Vd
N1
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DC/AC：PWM单相（三相）逆变器，方波逆变器 1） 半桥逆变电路
2） 全桥逆变电路
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12
3） 三相逆变电路
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控制方式：
SPWM：
幅值调制比
ma
Vˆcontrol Vˆtri
基波：Vo1 k(ma)Vd
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2
3）Buck－Boost: 4）Cuk：
Vo D Vd 1 D
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Vo D Vd 1 D
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5）全桥变换器―――四象限工作
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6）各种 DC-DC 变换器的比较
➢ 功率传输 Buck, Boost, Buck-Boost, Cúk 变换器中功率的传递方向只能为单向传输 全桥变换器功率输出电压和电流均正可负，可以双向传输功率