间接直流变换电路
第5章 直流-直流变换电路
5.2.5 全桥式直流斩波电路
u UN
5.3、变压器隔离的直流-直流变换器 、变压器隔离的直流 直流变换器
输入输出间实现电隔离：在基本 变换电路中加入变压器。 输入输出间实现电隔离：在基本DC-DC变换电路中加入变压器。 变换电路中加入变压器 常见的有单端正激变换器，反激变换器，半桥及全桥式降压变换器等。 常见的有单端正激变换器，反激变换器，半桥及全桥式降压变换器等。
5.1.2 直流斩波器的分类
按变换电路的功能分类有
1）降压式直流-直流变换 降压式直流2）升压式直流-直流变换 升压式直流3）升压-降压复合型直流-直流变换 升压-降压复合型直流4）库克直流-直流变换 库克直流5）全桥式直流-直流变换 全桥式直流-
5.2、直流斩波器 、
5.2.1 降压式直流斩波电路
I 2 t on = I 1 t off
∫ i dt = 0
0 C
T
电源输出的电能EI 等于负载上得到的电能U 电源输出的电能 1等于负载上得到的电能 0I2，即 由此可以得出输出电压U 与输人电压E的关系为 的关系为： 由此可以得出输出电压 0与输人电压 的关系为：
EI1 = U 0 I 2
t on t on I1 D U0 = E = E= E= E I2 t off 1− D T − t on
∫
ton
u L dt = 0
即：（E-U0）ton=U0（T-ton） ：（
U
0
t on = E = D E T
5.2.2 升压式直流斩波电路
uL
电力电子技术第五章直流-直流变流电路PPT课件
(5-37) O
i
t
o
当tx<t0ff时，电路为电流断续工作状态， tx<t0ff是电流断续的条件，即
m
1 e 1 e
(5-38)
i
i
1
2
I
20
O
t
tt
t
t
on
1
x
2
t
off
T
c)
图5-3 用于直流电动机回馈能 量的升压斩波电路及其波形
c）电流断续时
16/44
5.1.3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路
◆斩波电路有三种控制方式
☞脉冲宽度调制（PWM）：T不变，改变ton。 ☞频率调制：ton不变，改变T。 ☞混合型：ton和T都可调，改变占空比
5/44
5.1.1 降压斩波电路
■对降压斩波电路进行解析
◆基于分时段线性电路这一思想，按V处于通态和处于断态两个过程 来分析，初始条件分电流连续和断续。
◆电流连续时得出
3/44
5.1.1 降压斩波电路
■降压斩波电路（Buck Chopper）
◆电路分析
☞使用一个全控型器件V，若采用晶闸
管，需设置使晶闸管关断的辅助电路。
☞设置了续流二极管VD，在V关断时
给负载中电感电流提供通道。
☞主要用于电子电路的供电电源，也
可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。
◆工作原理
☞ t=0时刻驱动V导通，电源E向负载
☞输出电流的平均值Io为
EI1 U o I o
Io
Uo R
1
E R
(5-24) (5-25)
☞电源电流I1为
I1
Uo E
Io
直流直流变流电路
04
应用场景与优势
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
应用场景
电动汽车充电系统
直流-直流变流电路用于将交流电转换为直流电，为电动汽车充电。
分布式光伏发电系统
在分布式光伏发电系统中，直流-直流变流电路用于将光伏板产生 的直流电进行升压或降压，以满足不同设备的用电需求。
发展
近年来，随着电力电子技术的不断进步，直流-直流变流电路 在效率、可靠性、智能化等方面得到了显著提升。未来，随 着新能源和智能电网等领域的快速发展，直流-直流变流电路 的应用前景将更加广阔。
02
直流-直流变流电路的类型
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
降压型（Buck）
04
参数设计
确定电感、电容的值，以满足动态特性和 效率要求。
05
06
根据开关频率和占空比，计算功率开关管 的通态电阻和开关速度。
优化策略与方法
减少开关损耗
通过优化开关频率或采用软开关技术 来实现。
提高效率
通过优化元件参数或采用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ相位技术 来实现。
优化策略与方法
1. 仿真分析
通过仿真软件分析电路性能，找出潜在的优化点。
工业自动化控制系统
在工业自动化控制系统中，直流-直流变流电路用于将交流电源转 换为设备所需的直流电源。
优势与局限性
高效节能 稳定性好 体积小、重量轻 局限性
直流-直流变流电路具有较高的能量转换效率，能够减少能源浪 费。
直流-直流变流电路输出的直流电压稳定，波动小，能够保证用 电设备的正常运行。
相对于传统的交流电源，直流-直流变流电路的体积和重量较小 ，便于携带和移动。
大工15春《电力电子技术》在线作业3答案
大工15春《电力电子技术》在线作业3答案大工15春《电力电子技术》在线作业3一、单选题（共6道试题，共30分。
）1.下列选项中不是交流电力控制电路的控制方法的是？（）A.改变电压值B.改变电流值C.不改变频率D.改变频率正确答案：D2.单相交流调压电路中，电感性负载时与电阻性负载时相比，控制角相同时，随着负载阻抗角的增大，谐波含量将会（）。
A.有所增大B.不变C.有所减少D.不定正确答案：C3.直流电动机可逆电力拖动系统能够在（）个象限运行。
A。
1B。
2C。
3D。
4正确答案：D4.升降压斩波电路中当占空比取值在下列哪个范围内时是降压？（）A。
0-0.5B。
0.5-1C。
1-1.5D。
1.5-2正确答案：A5.公共交流母线进线方式的三相交交变频电路主要用于（）容量的交流调速系统。
A.大型B.中等C.小型D.大中?正确答案：B6.当采用6脉波三相桥式整流电路时，电网频率为（）Hz 时，交-交变频电路的输出上限频率为20Hz。
A。
30B。
40C。
50D。
60?正确答案：C大工15春《电力电子手艺》在线功课32、多项选择题（共6道试题，共30分。
）1.斩波电路应用于下列哪些选项下，负载会出现反电动势？（）A.用于电子电路的供电电源B.用于拖动直流电动机C.用于带蓄电池负载D.以上均不是正确答案：BC2.下列选项中属于双端的带隔离的直流-直流变流电路的是（）。
A.半桥电路B.全桥电路C.推挽电路D.正激电路正确答案：ABC3.零电压转换PWM电路广泛用于以下哪些选项中？（）A.功率因数校正电路B。
PFCC。
DC-DC变换器D.斩波器正确答案：ABCD4.零转换PWM变换电路可分为（）。
A.零电压开关PWM电路B.零电流开关PWM电路C.零电压转换PWM电路D.零电流转换PWM电路正确答案：CD5.软开关技术的作用有（）。
A.降低开关消耗B.进步开关消耗C.降低效率D.进步效率正确答案：AD6.XXX广泛应用于下列哪些场合中？（）A.银行B.交通C.医疗设备D.工厂自动化机器正确答案：ABCD大工15春《电力电子手艺》在线功课3三、判别题（共8道试题，共40分。
电力电子技术(随堂练习)
电力电子技术随堂练习第一章电力二极管和晶闸管一、单选题1．晶闸管内部有（）PN结A．一个B．二个C．三个D．四个【答案：C】2. 晶闸管两端并联一个RC电路的作用是（C ）A．分流B．降压C．过电压保护D．过电流保护【答案：C】3. 普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（）来表示的A．有效值 B．最大值 C．平均值 D．瞬时值【答案：C】4. 晶闸管在电路中的门极正向偏压（）愈好A．愈大 B．愈小 C．不变 D．0 【答案：B】二、判断题1．晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。
（）【答案：×】2．给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。
（）【答案：×】3. 两个以上晶闸管串联使用，是为了解决自身额定电压偏低，不能胜任电路电压要求，而采取的一种解决方法，但必须采取均压措施。
（）【答案：√】4. 触发普通晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。
（）【答案：×】5. 普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。
（）【答案：×】6. 只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。
（）【答案：×】7. 只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。
（）【答案：×】第二章单相可控整流电路一、单选题1．单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差（）度A．180° B．60° C．360° D．120°【答案：A】2. 单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( ) A．90°B．120°C．150°D．180°【答案：D】3. 晶闸管可控整流电路中的控制角α减小，则输出的电压平均值会（）。
A．不变， B．增大， C．减小。
【答案：B】4. 单相半波可控整流电路输出直流电压的最大平均值等于整流前交流电压的（）倍。
A．1， B．0.5， C．0.45， D．0.9.【答案：C 】5. 单相桥式全控整流电路输出直流电压的最大平均值等于整流前交流电压的（）倍。
电力电子问答题答案
1、使用间接直流变流电路的原因是什么？答：采用这种结构的变换原因：1、输出端与输入端需要隔离。
2、某些应用中需要相互隔离的多路输出。
3、输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1。
4、交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量。
2、交交变频电路的最高输出频率是多少？提高的因素是什么？答:一般来讲,构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数越多,最高输出频率就越高。
当交交变频电路中采用常用的6脉波三相桥式整流电路时,最高输出频率不应高于电网频率的1/3~1/2。
当电网频率为50Hz时,交交变频电路输出的上限频率为20Hz左右。
当输出频率增高时,输出电压一周期所包含的电网电压段数减少,波形畸变严重,电压波形畸变和由此引起的电流波形畸变以及电动机的转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素3、在晶体管整流电路中，对触发电路有什么要求？答：A、触发电路必须有足够的输出功率；B、触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步；C、触发脉冲要有一定的宽度，且脉冲前沿要陡；D、触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求；4、换流方式各有哪几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。
全控型器件采用此换流方式。
电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。
负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。
强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。
通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。
晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。
5、什么是TCR？什么是TSC?它们的基本原理是什么？各有何特点？答：TCR是晶闸管控制电抗器。
TSC是晶闸管投切电容器。
基本原理：TCR是利用电抗器来吸收电网中的无功功率（或提供感性的无功功率），通过对晶闸管开通角 角的控制，可以连续调节流过电抗器的电流，从而调节TCR从电网中吸收的无功功率的大小。
换流方式
换流方式:1器件换流（利用全控型器件的自关断能力进行换流）；2电网换流（由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可）；3强迫换流（设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。
通常利用附加电容上的能量实现，也称电容换流）4负载换流（由负载提供换流电压当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流）。
什么是PWM控制：对脉冲的宽度进行调制的技术。
PWM控制的基本原理：面积等效原理。
（冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，冲量即指脉冲的面积）载波比：在PWM控制电路中，载波频率fc与调制信号频率fr之比N=fc/fr称为载波比。
如何提高PWM逆变电路的直流电压利用率？1采用梯形波控制方式，即用梯形波作为调制信号，可以有效地提高直流电压的利用率。
2对于三项PWM逆变电路，还可以采用线电压控制方式，即在相电压调制信号中叠加 3的倍数次谐波即直流分量等，同样可以有效的提高电流电压利用率。
PWM跟踪控制技术是不是闭环控制？（实时闭环控制）软开关的基本原理：谐振软开关可以分为哪几类？答：根据电路中主要的开关元件开通即关断时的电压电流状态，可将软开关分为零电压和零电流两大类。
根据开关技术发展的历程可将软开关电路分为准谐振，零开关PWM和零转换PWM.谐振直流环电路是软开关技术在逆变电路中的典型应用。
间接交流变流电路：变压变频（VVVF）变流电路——用于电力传动，可与交流电动机构成变频速系统；恒压恒频（CVCF）——用作不间断电源（UPS）间接直流变换电路中变压器的作用：隔离，变压。
常用的间接直流变换电路可以分为单端和双端电路两大类。
（单端流过的是正向脉动电流，双端流过的是正负对称的交流电）。
电力电子技术整理(考试必过)
期内的脉冲数减少， PWM 脉冲不对称的影响就变大，有时信号波的微小变化还会产生 PWM 脉冲的跳动。这就使得输出 PWM 波和正弦波的差异变大。对于三相 PWM 型逆变 电路来说，三相输出的对称性也变差。③同步调制：载波比 N 等于常数，并在变频时使载 波和信号波保持同步的方式。④同步调制的特点：在同步调制方式中，信号波频率变化时 载波比 N 不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。当逆变 电路输出频率很低时，同步调制时的载波频率 fc 也很低。fc 过低时由调制带来的谐波不 易滤除。当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声。 当逆变电路输出频率很高 时，同步调制时的载波频率 fc 会过高，使开关器件难以承受。此外，同步调制方式比异步 调制方式复杂一些。 ⑤分段同步调制：分段同步调制是把逆变电路的输出频率划分为若 干段，每个频段的载波比一定，不同频段采用不同的载波比。其优点主要是：在高频段采 用较低的载波比，使载波频率不致过高，可限制在功率器件允许的范围内。而在低频段采 用较高的载波比，以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响。 25.如何提高 PWM 逆变电路的直流电压利用率？ 答：采用梯形波控制方式，即用梯形波作为调制信号，可以有效地提高直流电压的利用率。 对于三相 PWM 逆变电路，还可以采用线电压控制方式，即在相电压调制信号中叠加 3 的 倍数次谐波及直流分量等，同样可以有效地提高直流电压利用率。 26 什么是电流跟踪型 PWM 变流电路？采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器有何特点？ 答：电流跟踪型 PWM 变流电路就是对变流电路采用电流跟踪控制。也就是，不用信号波对 载波进行调制，而是把希望输出的电流作为指令信号，把实际电流作为反馈信号，通过二 者的瞬时值比较来决定逆变电路各功率器件的通断，使实际的输出跟踪电流的变化。 采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器的特点： ①硬件电路简单； ②属于实时控制方式，电流响应快； 。 ③不用载波，输出电压波形中不含特定频率的谐波分量；⑤采用闭环控制 ④与计算法和调制法相比，相同开关频率时输出电流中高次谐波含量较多； 27.什么是 PWM 整流电路？它和相控整流电路的工作原理和性能有何不同？ 答： ①PWM 整流电路就是采用 PWM 控制的整流电路， 通过对 PWM 整流电路的适当控制， 可以使其输入电流十分接近正弦波且和输入电压同相位，功率因数接近 1。②相控整流电 路是对晶闸管的开通起始角进行控制，属于相控方式。其交流输入电流中含有较大的谐波 分量， 且交流输入电流相位滞后于电压， 总的功率因数低。 ③PWM 整流电路采用 SPWM 控制技术，为斩控方式。其基本工作方式为整流，此时输入电流可以和电压同相位，功率 因数近似为 1。 ④PWM 整流电路可以实现能量正反两个方向的流动，即既可以运行在整 流状态，从交流侧向直流侧输送能量；也可以运行在逆变状态，从直流侧向交流侧输送能 量。而且，这两种方式都可以在单位功率因数下运行。 ⑤此外，还可以使交流电流超前 电压 90°，交流电源送出无功功率，成为静止无功功率发生器。或使电流比电压超前或滞 后任一角度..。 28.滞环比较方式的电流跟踪 PWM 逆变电路中，滞环宽度对逆变电路性能有何影响？ 环宽过宽时，开关频率低，跟踪误差大； 环宽过窄时，跟踪误差小，但开关频率过高，开关损耗增大。 29.软开关电路的实质是什么？为什么要使用软开关技术？ 答：软开关的实质是消除开关管两端电压和电流的交叠区，或使得交叠区尽量小。 使用软开关技术的目的是：降低开关损耗，提高开关频率从而提高功率密度。 30.电力电子器件的串联使用和并联使用 晶闸管的串联 ◆当晶闸管的额定电压小于实际要求时，可以用两个以上同型号器件相串联。
DC-DC变换电路
ID
IL (1
D)
1 2
IL (1
D)
Uo D(1 D)2TS 2L
电感电流连续的临界条件推导
二极管VD电流的开关周期平均 值等于负载电流Io。
Io ID
Uo UoD(1 D)2TS
R
2L
L
临界条件： RTS
D(1 D)2 2
一、直接DC/DC变换器
2.升压斩波电路（boost）
2）电感电流断续工作模式(DCM)
现代功率变换技术
第三讲 直流-直流变换
第三讲 直流-直流变换
将大小固定的直流电压变换成可调的直流电压 的变换称为DC/DC变换。
具有这种DC/DC变换功能的电力电子装置，称 为DC/DC变换器（DC/DC Converter）
直流电动机调速、蓄电池充电、开关电源，特 别是在电力牵引上，如地铁、电气机车等。
1
UL TS
TS 0
uLdt
(Ui
Uo )ton TS
Uotoff
=0
一、直接DC/DC变换器
1.降压斩波电路
Uo ton D Ui TS
0 D1
I1
ton TS
Io
DIo
Ui I1 Ui DIo Uo Io
输出功率等于输入功率，可 将降压斩波器看作直流降压变压 器。
一、直接DC/DC变换器
DTS
Ui Uo
D
Uo R
一、直接DC/DC变换器
1.降压斩波电路
2）电感电流断续工作模式 (DCM) 输出电压：
1 2
(Ui
Uo) L
DTS
Ui Uo
D
Uo R
(Ui )2 Ui 2L 0 Uo Uo D2TS R
电力电子技术第5章 直流-直流变换电路
5.2 单管非隔离直流斩波器
5.2.1、降压式直流斩波电路
1、电路结构
电路中的VT采用IGBT；VD起续流作用，在VT关断时为 电感L储能提供续流通路；L为能量传递电感，C为滤波电 容，R为负载；Us为输入直流电压，U0为输出直流电压。
is
VT
- + UL
iL
L
iD
Us
VD
i0 + u0
CR
toff≥1，故负载上的输出电压U0高于电路输入电压Us，
该变换电路称为升压式斩波电路。
5.2.3 升降压式直流斩波电路
1、电路的结构
该电路的结构是储能电感L与负载R并联，续流二 极管VD反向串接在储能电感与负载之间。
iT VT
iD
iL +
uL
Us
L
-
VD
-
-
uC
u0
C
R
+ +
图5-9 升-降(压a)式斩波电路及工作波形
2、工作原理
2）在VT关断时，储能电感L两端电势极性变成左 负右正，VD转为正偏，电感L与电源Us叠加共同向 电容C充电，向负载R供能。如果VT的关断时间为
toff，则此时间内电感电压为 (U o U S ) 。
图5-8 Boost变换器电流连续工作模式波形图
3、基本数量关系
根据电感电压的伏秒平衡特性
图5-5 电流连续工作模式波形图
3、基本数量关系
根据电感电压的伏秒平衡特性 T
ton
T
uLdt uLdt uLdt 0
0
0
ton
设输出电压平均值为U0，则在稳态时，上式可以表达为：
第8章-组合变流电路
图8-9 采用恒压频比控制旳变频调速系统框图
2024/9/22
11
8.1.2 交直交变频器
给定积分器输出旳极性代表电机转向，幅值代表输出电
压、频率。绝对值变换器输出ugt旳绝对值uabs，电压频 率控制环节根据uabs及ugt旳极性得出电压及频率旳指令
信号，经PWM生成环节形成控制逆变器旳PWM信号， 再经驱动电路控制变频器中IGBT旳通断，使变频器输出 所需频率、相序和大小旳交流电压，从而控制交流电机 旳转速和转向。
交流调速传动系统除了克服直流调速传动系统旳缺陷外还 具有：交流电动机构造简朴、可靠性高、节能、高精度、 响应快等优点。
采用变频调速方式时，不论电机转速高下，转差功率旳消 耗基本不变，系统效率是多种交流调速方式中最高旳， 具有明显旳节能效果，是交流调速传动应用最多旳一种 方式。
笼型异步电动机旳定子频率控制方式有：恒压频比(U/f)控 制；转差频率控制；矢量控制；直接转矩控制等。
8.1.3 恒压恒频(CVCF)电源
CVCF (constant voltage constant frequency )电源主 要用作不间断电源(UPS) 。
UPS是指当交流输入电源（习惯称为市电）发 生异常或断电时，还能继续向负载供电，并 能确保供电质量，使负载供电不受影响旳装 置。
UPS广泛应用于多种对交流供电可靠性和供电 质量要求高旳场合。
uS
(1
N1 N3
)U
i
2024/9/22
图 8-16 正激电路旳原理图
图 8-17 正激电路旳理想化波形
21
8.2.1 正激电路
2. 变压器旳磁心复位
开关S开通后，变压器旳激磁电流由零
开始，随时间线性旳增长，直到S关断。
《电力电子技术》第3章 直流-直流变换电路
★理想电源。直流电源是内阻为零的恒压源。
注意：实际情况，不存在理想元器件！
3-3
3.1 直流-直流变换电路的工作原理
最基本的直流-直流变换电路
第3章 直流-直流变换电路
3.1 直流-直流变换电路的工作原理 3.2 基本斩波电路 3.3 间接直流-直流变换电路 3.4 直流-直流变换电路的应用
3-1
第3章 直流-直流变换电路·引言
直流-直流变换电路：将一种直流电变换为另一电压固定
或电压可变的直流电。
按电能变换方式分类
★ 直接直流变换电路：将一种直流电直接变换为另一固定电 压或可调电压的直流电，也称为直流斩波电路(DC Chopper) ，输入输出之间无隔离。 ★ 间接直流变换电路：直流输入和输出之间加入交流环节， 通常采用变压器实现隔离。
I1Hale Waihona Puke I2E EmR
Io
上式说明电感L无穷大时，负载电流的最大值、最小值 相等，都等于负载电流的平均值，即当电感值极大时 ，负载电流几乎为幅值为 Io 的一条水平线。
3-12
3.2.1 降压斩波电路
假设负载中电感值较小，则有可能出现电流断续的情况。
因为电流断续时有 I1 0 ，当 t ton ts 时，i2 0 ，则
周期T来实现 。
根据对输出电压调制方式不同，斩波电路控制方式有三种：
➢ 脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation, PWM）方式：保持
开关周期T不变，控制开关导通时间ton 。 ➢ 频率调制方式：保持开关导通时间 ton 不变，改变开关周期
电力电子技术中英文词汇对照表
电力电子技术中英文词汇对照表中文英文词汇对照（按汉语拼音排序）A安全工作区 Safe Operating Area—SOAB半桥电路 Half Bridge Converter贝克箝位电路 Baker Clamping Circuit变频器Frequency Inverter变压变频 Variable V oltage Variable Frequency—VVVF并联谐振式逆变电路 Parallel-Resonant Inverter不间断电源 Uninterruptable Power Supply—UPSC场控晶闸管 Field Controlled Thyristor—FCT触发Trigger触发角Trigger Angle触发延迟角 Trigger Delay Angel磁心复位 Magnetic Core ResetD单端电路 Single End Converter单相半波可控整流电路 Single-phase Half-Wave Controlled Rectifier 单相半桥逆变电路 Single-Phase Half-Bridge Inverter单相桥式全控整流电路 Single-Phase Full-Bridge Controlled Rectifier 单相全波可控整流电路 Single-Phase Full-Wave Controlled Rectifier 单相全桥逆变电路 Single-Phase Full-Bridge Inverter导通角Conduction Angle电力半导体器件 Power Semicondutor Device电力变换 Power Conversion电力场效应晶体管 Power MOSFET电力二极管 Power Diode电力电子技术 Power Electronic Technology电力电子器件 Power Electronic Device电力电子系统 Power Electronic System电力电子学 Power Electronics电力晶体管 Giant Transistor—GTR(电流)断续模式 Discontinuous Conduction Mode—DCM电流可逆斩波电路 Current Reversible Chopper(电流)连续模式 Continuous Conduction Mode—CCM电气隔离 Electrical Isolation电网换流 Line Commutation电压(源)型逆变电路 V oltage Source Type Inverter—VSTI电流(源)型逆变电路 Current Source Type Inverter—CSTI断态(阻断状态) Off-State多重化Multiplex多重逆变电路 Multiplex Inverter多电平逆变电路 Multi-Level InverterE二次击穿 Second BreakdownF反激电路 Flyback Converter负载换流 Load CommutationG高压集成电路 High V oltage IC—HVIC功率变换技术 Power Conversion Technique功率集成电路 Power Integrated Circuit—PIC功率模块 Power Module功率因数 Power Factor—PF功率因数校正 Power Factor Correction—PFC关断Turn-off光控晶闸管 Light Triggered Thyristor—LTT规则采样法 Rule Sampling MethodH恒压恒频 Constant V oltage Constant Frequency—CVCF缓冲电路 Snubber Current环流Loop Current换流CommutationJ畸变功率 Distortion Power基波因数 Fundamental Factor集成门极换流晶闸管 Integrated Gate-Commutated Thyristor—IGCT 间接电流控制 Indirect Current control间接直流变换电路 Indirect DC-DC Converter降压斩波器 Buck Chopper,step down chopper交流电力电子开关 AC Power Electronic Switch交流电力控制 AC Power Control交流调功电路 AC Power Controller交流调压电路 AC V oltage Controller交交变频电路 AC/AC Frequency Converter静电感应晶闸管 Static Induction Thyristor—SITH静电感应晶体管 Static Induction Transistor—SIT静止无功补偿器 Static Var Compensator —SVC晶闸管Thyristor晶闸管控制电抗器 Thyristor Controlled Reaction—TCR晶闸管投切电容器 Thyristor Switched Capacitor—TSC矩阵式变频电路 Matrix Frequency Converter绝缘栅双极晶体管 Insulated-Gate Bipolar Transistor—IGBTK开通Turn-on开关电源 Switching Mode Power Supply开关损耗 Switching Loss开关噪声 Switching Noise可关断晶闸管 Gate Turn-Off Thyristor—GTO可控硅Silicon Controlled Rectifier—SCR控制电路 Control Circuit快恢复二极管 Fast Recovery Diode—FRD快恢复外延二极管 Fast Recovery Epitaxial Diode—FRED快速晶闸管 Fast Switching Thyristor—FST快速熔断器 Fast Acting FuseL零电流Zero Current零电压Zero V oltage零电压转换PWM电路 Zero V oltage Transition PWM Converter 零电压准谐振电路 ZVS Quasi-Resonant Converter零开关Zero Switching零转换Zero Transition漏感Leakage IndcutanceM脉冲宽度调制 Pulse-Width Modulation—PWMN逆变Inversion逆导晶闸管 Reverse Conducting Thyristor—RCTP普通二极管 General Purpose DiodeQ器件换流 Device Commutation强迫换流 Forced Commutation桥式可逆斩波电路 Bridge Reversible Chopper擎住效应 Latching Effect驱动电路 Driving Circuit全波整流电路 Full Wave Rectifier全桥电路 Full Bridge Converter全桥整流电路 Full Bridge RectifierR软开关Soft SwitchingS三相半波可控整流电路 Three-Phase Half-Wave Controlled Rectifier 三相桥式可控整流电路 Three-Phase Full-Bridge Controlled Rectifier 升降压斩波电路 Boost-Buck Chopper, Step Up & Down Chopper升压斩波电路 Boost Chooper,Step Up Chopper双端电路 Double End Converter双极结型晶体管 Bipolar Junction Transistor—BJT双向晶闸管 Triode AC Switch—TRIACT特定谐波消去PWM Seleted Harmonic Elimination PWM—SHEPWM 同步调制 Synchronous Modulation同步整流电路 Synchronous Rectifier通态(导通状态) On-State推挽电路 Push-Pull ConverterW位移因数 Displacement Factor无源逆变 Reactive InvertX吸收电路 Absorbe Circuit相控Phase Controlled肖特基二极管 Schottky Diode肖持基势垒二极管 Schottky Barrier Diode—SBD谐波Harmonics谐波电流总畸变率 Total Harmonic Distortion for i—THD谐振Resonation谐振直流环电路 Resonant DC LinkY异步调制 Asynchronous Modulation移相全桥电路 Phase Shift Controlled Full Bridge Converter 硬开关Hard Switching有源逆变 Regenerative InvertZ正激电路 Forward Converter正弦PWM Sinusoidal PWM—SPWM整流Rectification整流电路 Rectifier整流二极管 Rectifier Diode滞环比较方式 Hysteresis Comparison直交直电路 DC-AC-DC Converter直接电流控制 Direct Current Control直流—直流变换器 DC/DC Converter直流斩波 DC Chopping直流斩波电路 DC Chopping Circuit智能功率集成电路 Smart Power IC—SPIC智能功率模块 Intelligent Power Module—IPM中性点箝位型逆变电路 Neutral Point Clamped Inverter周波变流器 Cycloconvertor主电路Main Circuit, Power Circuit准谐振Quasi-Resonant自然采样法 Natural Sampling Method其他Boost变换器 Boost ConverterBuck变换器 Buck ConverterCuk斩波电路 Cuk ChopperMOS控制晶闸管 MOS Controlled Thyristor—MCTn次谐波电流含有率 Harmonic Ratio for In—HRInPWM跟踪控制 PWM Tracking controlPWM整流电路 PWM RectifierSepic斩波电路 Sepic ChopperZeta斩波电路 Zeta Chopper英文中文词汇对照AAbsorbe Circuit 吸收电路AC power control 交流电力控制AC Power Controller 交流调功电路AC Power Electronic Switch 交流电力电子开关AC V oltage Controller 交流调压电路AC/AC frequency Converter 交交变频电路Asynchronous Modulation 异步调制BBaker Clamping Circuit 贝克箝位电路Bipolar Junction Transistor—BJT 双极结型晶体管Boost Chooper, Step Up Chopper 升压斩波电路Boost Converter Boost变换器Boost-Buck Chopper, Step Up & Down Chopper 升降压斩波电路Bridge Reversible Chopper 桥式可逆斩波电路Buck Chopper, Step Down Chopper 降压斩波器Buck Converter Buck变换器CCommutation 换流Conduction Angle 导通角Constant V oltage Constant Frequency—CVCF 恒压恒频Continuous Conduction Mode—CCM (电流)连续模式Control Circuit 控制电路Cuk Chopper Cuk斩波电路Current Reversible Chopper 电流可逆斩波电路Current Source Type Inverter—CSTI 电流(源)型逆变电路Cycloconvertor 周波变流器DDC Chopping 直流斩波DC Chopping Circuit 直流斩波电路DC/DC Converter 直流—直流变换器DC-AC-DC Converter 直交直电路Device Commutation 器件换流Direct Current Control 直接电流控制Discontinuous Conduction Mode—DCM (电流)断续模式Displacement Factor 位移因数Distortion Power 畸变功率Double End Converter 双端电路Driving Circuit 驱动电路EElectrical Isolation 电气隔离FFast Acting Fuse 快速熔断器Fast Recovery Diode—FRD 快恢复二极管Fast Recovery Epitaxial Diode—FRED 快恢复外延二极管Fast Switching Thyristor—FST 快速晶闸管Field Controllded Thyristor—FCT 场控晶闸管Flyback Converter 反激电路Forced Commutation 强迫换流Forward Converter 正激电路Frequency Inverter 变频器Full Bridge Converter 全桥电路Full Bridge Rectifier 全桥整流电路Full Wave Rectifier 全波整流电路Fundamental Factor 基波因数GGate Turn-Off Thyristor—GTO 可关断晶闸管General Purpose Diode 普通二极管Giant Transistor—GTR 电力晶体管HHalf Bridge Conwerter 半桥电路Hard Switching 硬开关Harmonic Ratio for In—HRIn n次谐波电流含有率Harmonics 谐波High V oltage IC—HVIC 高压集成电路Hysteresis Comparison 滞环比较方式IIndirect Current control 间接电流控制Indirect DC-DC Converter 间接直流变换电路Insulated-Gate Bipolar Transistor—IGBT 绝缘栅双极晶体管Integrated Gate-Commutated Thyristor—IGCT 集成门极换流晶闸管Intelligent Power Module—IPM 智能功率模块Inversion 逆变LLatching Effect 擎住效应Leakage Indcutance 漏感Light Triggered Thyristor—LTT 光控晶闸管Line Commutation 电网换流Load Commutation 负载换流Loop Current 环流MMagnetic Core Reset 磁心复位Main Circuit, Power Circuit 主电路Matrix Frequency Converter 矩阵式变频电路MOS Controlled Thyristor—MCT MOS控制晶闸管Multi-Level Inverter 多电平逆变电路Multiplex 多重化Multiplex Inverter 多重逆变电路NNatural Sampling Method 自然采样法Neutral Point Clamped Inverter 中性点箝位型逆变电路OOff-State 断态(阻断状态)On-State 通态(导通状态)PParallel-Resonant Inverter 并联谐振式逆变电路Phase Controlled 相控Phase Shift Controlled Full Bridge Converter 移相全桥电路Power Conversion 电力变换Power Conversion Technique 交流技术Power Diode 电力二极管Power Electronic Device 电力电子器件Power Electronic System 电力电子系统Power Electronic Technology 电力电子技术Power Electronics 电力电子学Power Factor—PF 功率因数Power Factor Correction—PFC 功率因数校正Power Integrated Circuit—PIC 功率集成电路Power Module 功率模块Power MOSFET 电力场效应晶体管Power Semicondutor Device 电力半导体器件Pulse-Width Modulation—PWM 脉冲宽度调制Push-Pull Converter 推挽电路PWM Rectifier PWM整流电路PWM Tracking Control PWM跟踪控制QQuasi-Resonant 准谐振RReactive Invert 无源逆变Rectification 整流Rectifier 整流电路Rectifier Diode 整流二极管Regenerative Invert 有源逆变Resonant DC Link 谐振直流环电路Resonation 谐振Reverse Conducting Thyristor—RCT 逆导晶闸管Rule Sampling Method 规则采样法SSafe Operating Area—SOA 安全工作区Schottky Barrier Diode—SBD 肖持基势垒二极管Schottky Diode 肖特基二极管Second Breakdown 二次击穿Seleted Harmonic Elimination PWM—SHEPWM 特定谐波消去PWM Sepic Chopper Sepic斩波电路Silicon Controlled Rectifier—SCR 可控硅Single End Converter 单端电路Single-Phase Full-Bridge Controlled Rctifier 单相桥式全控整流电路Single-Phase Full-Bridge Inverter 单相全桥逆变电路Single-Phase Full-Wave Controlled Rectifier 单相全波可控整流电路Single-Phase Half-Bridge Inverter 单相半桥逆变电路Single-phase Half-Wave Controlled Rectifier 单相半波可控整流电路Sinusoidal PWM—SPWM 正弦PWMSmart Power IC—SPIC 智能功率集成电路Snubber Current 缓冲电路Soft Switching 软开关Static Induction Thyristor—SITH 静电感应晶闸管Static Induction Transistor—SIT 静电感应晶体管Static Var Compensator —SVC 静止无功补偿器Switching Loss 开关损耗Switching Mode Power Supply 开关电源Switching Noise 开关噪声Synchronous Modulation 同步调制Synchronous Rectifier 同步整流电路TThree-Phase Full-Bridge Controlled Rectifier 三相桥式可控整流电路Three-Phase Half-Wave Controlled Rectifier 三相半波可控整流电路Thyristor 晶闸管Thyristor Controlled Reaction—TCR 晶闸管控制电抗器Thyristor Switched Capacitor—TSC 晶闸管投切电容器Total Harmonic Distortion for i—THD 谐波电流总畸变率Trigger 触发Trigger Angle 触发角Trigger Delay Angel 触发延迟角Triode AC Switch—TRIAC 双向晶闸管Turn-off 关断Turn-on 开通UUninterruptable Power Supply—UPS 不间断电源VVariable V oltage Variable Frequency—VVVF 变压变频V oltage Source Type Inverter—VSTI 电压(源)型逆变电路ZZero Current 零电流Zero Switching 零开关Zero Transition 零转换Zero V oltage 零电压Zero V oltage Transition PWM Converter 零电压转换PWM电路Zeta Chopper Zeta斩波电路ZVS Quasi-Resonant Converter 零电压准谐振电路。
电力电子技术课件-10-DCDC变换器
t off
L I L UO
根据式(3.2.4)、(3.2.5)可求出开关周期ＴS为
TS1ftontoffUO (IU LdLU dUO）
ILU O (U fdL dU U O)U dD (f1 LD )
流 可一 得上周式期中内△的I平L为均流值过与电负感载电电流流的IO峰相－等峰,即值同,最时大代为入I关2,最系小式为△II1L。= 电I2－感I电1
IOBU2dLTOS D(1D)
式中IOB为电感电流临界连续时的负载电流平均值。
总结:临界负载电流 IOB与输入电压Ud、电感L、开关频率f以及开关管T 的占空比D都有关。
当实际负载电流Io＞ IOB时,电感电流连续;
当实际负载电流Io = IOB时,电感电流处于连续（有断流临界点）;
当实际负载电流Io ＜IOB时,电感电流断流;
I0
I2
2
I1
(3.2.8)
I1I0U2dLTS D(1D)
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10
4.1.1 Buck变换器
电感电流iL临界连续状态:
变换电路工作在临界连续状态时,即有I1=0,由
I1I0U2dLTS D(1D)
可得维持电流临界连续的电感值L0为:
Lo
UdTS 2I0B
D(1D)
即电感电流临界连续时的负载电流平均值为 :
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基本的斩波器电路及 其负载波形
3
4.1 直流变换电路的工作原理
直流变换电路的常用工作方式主要有两种:
① 脉冲频率调制(PFM)工作方式:
即维持导通时间不变,改变工作周期。在这种调 压方式中,由于输出电压波形的周期是变化的,因此 输出谐波的频率也是变化的,这使得滤波器的设计比 较困难,输出谐波干扰严重,一般很少采用。
电力电子电源技术及应用2.2 直流变换电路
一、非隔离型开关电源电路
非隔离型开关电源又称非隔离型直流变换器，还可称为 斩 波 型 开 关 电 源 ， 主 要 有 降 压 （ Buck ） 式 、 升 压 （Boost）式和反相（Buck-Boost 即降压—升压）式三 种基本电路结构。
降压式、升压式和反相式等非隔离型开关电源的基本特 征是：用功率开关晶体管把输入直流电压变成脉冲电压 （直流斩波），再通过储能电感、续流二极管和输出滤 波电容等元件的作用，在输出端得到所需平滑直流电压， 输入与输出之间没有隔离变压器。
3
2．电容的特性
电容两端的电压不能突变。电容电流
i=dq/dt=Cdu/dt
电容充电时，u上升，du/dt为正值，电流方向与图中i的 正方向一致；电容储能，所储存的能量为WC=Cu 2/2。
电容放电时，u下降，du/dt为负值，电流方向与图中i的 正方向相反，此时电容释放储能。
q i+_
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4．性能特点
① 利用高频变压器初 、次级绕组间电气绝缘的特点，当输 入直流电压UI是由交流电网电压直接整流滤波获得时， 可以方便地实现输出端和电网之间的电气隔离。
② 能方便地实现多路输出。只需在变压器上多绕几组次级 绕组，相应地多用几只整流二极管和滤波电容，就能获 得不同极性、不同电压值的多路直流输出电压。
⑦ 单端变换器的变压器，磁通Φ只工作在磁滞回线的一侧， 即第一象限。为防止磁芯饱和，使激磁电感在整个周期中 基本不变，应在磁路中加气隙。反激变换器的气隙较大， 杂散磁场较强，需要加强屏蔽措施，以减小电磁骚扰。
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单端反激变换器波形图
（a）激磁电感小于临界电感
（激磁电感大于临界电感
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2．变压器的磁通
电力电子技术复习资料题
一、选择题1.晶闸管的伏安特性是指。
（ C ）A.阳极电压与门极电流的关系B.门极电压与门极电流的关系C.阳极电压与阳极电流的关系D.门极电压与阳极电流的关系2.可关断晶闸管的文字符号是。
（ A ）A. GTOB.GTRC.P-MOSFETD. IGBT3.下列两种电力电子器件中均属于全控型器件的是。
（ D ）A. GTO和SCRB.GTR和电力二极管C.GTR和SCRD. GTO和GTR4.单相半波可控整流电路，阻性负载，控制角α的最大移相范围是0°～。
（ D ）A.90°B.120°C.150°D.180°5. 关于有源逆变的条件，表述正确的是。
（ A ）A要有直流电动势，其极性和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压B要有直流电动势，其极性和晶闸管的导通方向相反，其值应大于变流电路直流侧的平均电压C要有直流电动势，其极性和晶闸管的导通方向一致，其值应小于变流电路直流侧的平均电压D要有直流电动势，其极性和晶闸管的导通方向相反，其值应小于变流电路直流侧的平均电压6.升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的关键原因是电感L储能泵升和。
（ C ）A. VD的单相导电B.开关V的通断特性C.电容C的电压保持D. 电容C的“通交隔直”性7.利用晶闸管投切电容器控制无功功率，一般采用是控制电路。
（ C ）A.交流调压控制电路B.交流调功控制电路C.交流电力电子开关D.交交变频电路8．一交流单相晶闸管调压器用作控制从220V交流电源送至电阻为2Ω，感抗为2Ω的串联负载电路的电压，则稳态时控制角移相范围是。
（ C ）A. 00~1800B. 300~1800C. 450~1800D. 600~18009.逆变电路是 。
（ B ）A.AC/DC 变换器B.DC/AC 变换器C.AC/AC 变换器D.DC/DC 变换器10.电压型逆变器，交流侧电压波形为 。
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5.6 带隔离变压器的间接直流变换器
二 反激式变换器
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：
UO N2 D Ud N1 1 D
一般情况下，反激式变换器的工作占空比D要小于0.5。
5.6 带隔离变压器的间接直流变换器
三、 推挽式变换器（属正激式变换器）
其工作占空比必须保持小于0.5。
5.6 带隔离变压器的间接直流变换器
四、半桥式变换器
5.6 带隔离变压器的间接直流变换器
五、全桥变换电路
六、MOSFET的整流电路
5.6 带隔离变压器的间接直流变换器
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。
2、分类：
1）正激变换器：开关管导通时电源将能量直接传送至负载； 2）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；
5.6 带隔离变压器的间接直流变换器
一、 正激式变换器
变换器的输该电路的占空比D不能超过0.5。