第三章 直流变换电路第十三次课

图3.6.5 全桥变换电路
2 、单极性电压开关PWM控制方式
平均输出电压U0的表达式为:
(3.7.7)
D1是开关T1的占空比，Ucm 是三角波的峰值，k=Ud/Ucm是比 例系数。这个公式表明，在单 极性电压开关PWM控制方式中， 输出电压平均值U0 随控制电压 ur 线性变化 。 不管输出电流I0>0 或I0<0，U0始终为正值。
图3.7.3 单极性电压开关PWM控制

变换电路的输出电压可 在-Ud到+Ud之间变化:
1） 2） 3） 时，U0=0； 时，U0<0； 时，U0>0；
图3.7.2

双极性电压PWM控制方式
1 、双极性电压开关PWM控制方式
总结：


1）在理想条件下，U0的大小和极性只受占空比D1的控 制，而与输出电流i0无关。 2）在这种控制方式中，输出电压的平均值U0随控制信号 ur线性变化。
反激式变换器工作在输出电流连续的状态下，输出电压UO为： (3.6.1)
一般情况下，反激式变换器的工作占空比D要小于0.5。
3.6.2 正激式变换器
图3.6.2 正激式变换器电路
变换器的输出电压为：
(3.6.2)
该电路的占空比D不能超过0.5。
3.6.3 推挽式变换器（属正激式变换器）
图3.6.3
2、分类：
1）单端变换器：变换器只需一个开关管， 变换器中变压器的磁通只在单方向变化； 2）正激变换器：开关管导通时电源将能量 直接传送至负载； 3）反激变换器：开关管导通时电源将电能 转为磁能储存在电感中，当开关管阻断时再将 磁能变为电能传送到负载；


3.6.1 反激式变换器
IO
图3.6.1 反激式变换器电路与工作波形
1）PWM波形：将一个直流电压分成N等份，并把每一等 份所包围的面积都用一个与其面积相等的等幅矩形 脉 冲来代替，得到的脉冲列； 2）调制方法：等腰三角波上下宽度与高度成线性关系且 左右对称，当它与任何一个光滑曲线相交时，即得到 一组等幅而脉冲宽度正比该曲线函数值的矩形脉冲。
调制信号 载波
图3.7.1 PWM波形
1 、双极性电压开关PWM控制方式 开关原理：
直流控制电压与三角 波电压比较产生两组 开关的PWM控制信 号: 1)当ur>uc时，T1和T4导 通，T2和T3关断； 2)当ur<uc时，开关T1、 T4关断，T2、T3导通。

图3.6.5 全桥变换电路
1 、双极性电压开关PWM控制方式 输出电压的平均值为：
3.7.1 直流PWM控制的基本原理
3）直流PWM控制方式：用ug对直流变换电路开关器 件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的 脉冲，如果这些脉冲的频率不变而宽度变化，经过滤 波器后就能得到大小可调的直流电压。 调节直流调制信号ur的大小，就可以改变PWM波脉冲 的宽度。 调制信号
载波
图3.7.1 PWM波形
推挽式变换器电路
其工作占空比必须保持小于0.5。
3.6.4
半桥式变换器
图3.6.4 半桥变换将半桥电路中的两个电解电容C1和C2换成两只开关 管，并配上适当的驱动器，即可组成图3.6.5所示的全桥 电路。

图3.6.5 全桥变换电路


(3.7.6)

3）这种电路平均输出电流I0可正可负。在I0>0时，直流 电源Ud向负载U0端传送能量，在I0<0时，U0向Ud传输能 量。
2 、单极性电压开关PWM控制方式 电路在工作过程中， 保持T4导通，T3关 断。 1）若 > ， T1触发导通，T2 关断,u0=Ud； 2) 若 < ， T2触发导通，T1 关断，u0=0。
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7
直流变换电路的工作原理 降压变换电路 升压变换电路 升降压变换电路 库克变换电路 带隔离变压器的直流变换器 直流变换电路的PWM控制技术
3.7.1 直流PWM控制的基本原理
调制信号 载波
图3.7.1 PWM波形
3.7.1 直流PWM控制的基本原理


3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7
直流变换电路的工作原理 降压变换电路 升压变换电路 升降压变换电路 库克变换电路 带隔离变压器的直流变换器 直流变换电路的PWM控制技术
1、引入变压器作用：



1）能使变换器的输入电源与负载之间实现 电气隔离，提高变换器运行的安全可靠性和电 磁兼容性。 2）选择变压器的变比还可匹配电源电压Ud 与负载所需的输出电压Uo ，能使直流变换器的 占空比D数值适中而不至于接近于零或接近于l。 3）能设置多个二次绕组输出几个电压大小 不同的直流电压。