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pwm变频调速及软开关电力变换技术

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一种新的全桥软开关变换器PWM实现方法

一种新的全桥软开关变换器PWM实现方法

第31卷 第9期2010年9月仪器仪表学报Ch i nese Journa l o f Sc ientific Instru m entV ol 31N o 9Sep .2010收稿日期:2010-04 R ece i ved D ate :2010-04一种新的全桥软开关变换器PWM 实现方法佘致廷,陈文科,刘 娟,彭永进(湖南大学电气与信息工程学院 长沙 410082)摘 要:本文在研究ZV ZCS -FB 变换器工作原理的基础上,分析了数字软开关P WM 的控制要求,提出了一种基于D SP +EPLD 的ZV ZCS -FB 变换器PWM 数字触发的新方法。

该方法克服了传统软开关P WM 专用芯片存在的控制精度低、可靠性不高等不足。

仿真与实验结果表明基于DSP +EPLD 构成的软开关PWM 数字触发具有编程灵活、抗干扰能力强、可适用于不同拓扑结构变换器等显著优点。

所研究的数字PWM 新方法为全面实现ZV ZCS -FB 变换器数字化控制打下良好的基础。

关键词:全桥移相变换器;脉宽调制;软开关;数字控制技术中图分类号:TN98 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:510.50N ovel realizati on m ethod of ful-l bri dge soft -s w itchi ng converter P WMShe Zhiti n g ,Chen W enke ,Liu Juan ,Peng Yong jin(Co llege of E lectrical and Informa tion Eng ineering,H unan University,Changsha 410082,China )Abst ract :In this paper ,the contro l requ ire m ents of dig ita l so f-t s w itch i n g P WM are ana l y zed based on the st u dy ofZVZCS -FB converter ,and a ne w m et h od of Z VZCS-FB converter P WM d i g ital trigger is proposed .The hard w are co re of this m ethod isDSP and EPLD .Th ism ethod overco m es the shortco m i n gs o f sof-t s w itching P WM ASI C ,such as lo w contro l precision and poor reliab ility .Si m ulati o n and experi m ent results sho w th is sof-t s w itching P WM tri g ger syste m has m any exce llent characteristics .For exa m ple ,it can be applied i n vari o us converters w ith different topo l o g ies ,and it a lso has t h e advantages o f ant-i j a mm i n g and flex i b le progra mm ing .This ne w dig ita l P WM m ethod lays a good foundation for f u ll d i g ital ZVZCS -FB converter .K ey w ords :phase -shift ful-l bridge converter ;pu lse w idth m odulation;sof-t s w itching ;digita l contr o l techno l o gy1 引 言全桥移相Z VZCS -FB 变换器与传统的硬开关变换器相比,具有开关损耗小、可靠性高等显著优点,一直是人们的研究热点[1-5],并在弧焊、电镀电源等低压大电流高频能量转换中得到广泛应用[6-7]。

变频调速选用课件第三章-PWM控制技术

变频调速选用课件第三章-PWM控制技术
交流电机调速
通过改变PWM信号的占空比，可以调节交流电机输入电压的有 效值，从而实现电机的调速。
交流电机方向控制
通过改变PWM信号的相位，可以改变电机输入电压的相位，从 而控制电机的旋转方向。
交流电机启动与制动
通过PWM信号的频率和占空比的调节，可以实现电机的平滑启 动、制动和停止。
PWM控制在步进电机控PWM控制原理 • PWM控制器设计 • PWM控制技术在电机控制中的应用 • PWM控制技术的实验与实现
01
PWM控制技术概述
PWM控制技术的定义
PWM（脉宽调制）控制技术是 一种通过调节脉冲宽度来控制输 出电压或电流的数字信号处理技
术。
在PWM控制中，脉冲的宽度被 调制，以产生可变的占空比，进
测试PWM信号
通过示波器等工具，测试PWM信号 的波形是否符合预期。
实现电机控制
将PWM信号接入电机驱动器，通过 调整PWM占空比实现电机的调速控 制。
传感器数据采集
如果实验中涉及到传感器数据采集， 需要编写相应的数据采集程序。
PWM控制技术的实验结果分析
分析PWM波形
通过示波器等工具，分析PWM信号的波形是否稳定、占空比是否 准确。
而控制平均输出电压或电流。
PWM控制技术广泛应用于电机 控制、电源管理、音频处理、通
信等领域。
PWM控制技术的发展历程
1960年代
随着数字信号处理技术的发展 ，PWM控制技术开始出现。
1970年代
随着微电子技术的进步，PWM 控制芯片开始出现，广泛应用 于电机控制领域。
1980年代
随着计算机技术的普及，PWM 控制算法开始被广泛应用于电 源管理、音频处理等领域。
步进电机步进控制

PWMDCDC全桥变换器的软开关技术

PWMDCDC全桥变换器的软开关技术

ZVS PWM DC/DC全桥变换器
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器的 工作原理
移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器的 工作原理
移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器的 工作原理
u t t
u i 0 P 0
u
i t t
u i 0 P 0
i
a）软开关的开通过程
b）软开关的关断过程
图6－2 软开关的开关过程
DC/DC全桥变换器
DC/DC全桥变换器由全桥逆变器和输出整流滤波 电路构成:
DC/DC全桥变换器--全桥逆变器及其控制
Q1~Q4，D1~D4 Tr K=N1/N2
控制方式: 双极性 有限双极性 移相控制方式
关断时间错开切换放式—滞后桥臂的软开关实现
PWM DC/DC全桥变换器软开关的实现原则
PWM DC/DC全桥变换器的两类软开关方式
小结
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
• 前面讨论了滞后桥臂的零电压关断,即电容的存在可以实现零电 压关断,现在关心的是开关管开通的情况. • 下面先讨断切换方式
Q1,Q4关断,原边电流给C 1和C4充电,同时C2和C3 放电,限制Q1,Q4的电压 上升率,实现软关断。 当C1和C4电压上升到Vin 时,C2和C3电压下降到零 .此时D2,D3导通,为Q2， Q3提供零电压开通的条 件。 但是此时如果开通Q2和Q 3，在AB两点 出现的就 是占空比为1的交流方波 电压
PWM DC/DC全桥变换器的控制策略族
PWM DC/DC全桥变换器的控制策略族

PWM软开关技术简介

PWM软开关技术简介

1．引言将谐振变换器与PWM技术结合起来构成软开关PWM的控制方法，集谐振变换器与PWM控制的优点于一体，既能实现功率开关管的软开关，又能实现恒频控制，是当今电力子技术领域发展方向之一。

在直/直变换器中，则以全桥移相移控制软开关PWM变换器的研究十分活跃，它是直流电源实现高频化的理想拓扑之一，尤其是在中、大功率的应用场合。

目前全桥移相控制软开关PWM变换器的研究热点已由单纯地实现零电压软开关（ZVS）转向同时实现零压零流软开关（ZVZCS）。

全桥移相控制ZVS方案至少有四点缺陷：全桥电路内有自循环能量，影响变换效率。

副边存在占空度丢失，最大占空度利用不充分。

在副边整流管换流时，存在谐振电感与整流管的寄生电容的强烈振荡，导致整流管的电压应力较高，吸收电路的损耗较大，且有较大的开关噪音。

滞后臂实现零电压软开关的范围受负载和电源电压的影响。

另外，在功率器件发展领域，IGBT以其优越的性价比，在中大功率的应用场合已普遍实用化，适合将IGBT的开关方式软化的技术则是零电流开关（ZCS）。

因而，针对全桥移相控制ZVS方案存在的问题，各种全桥相移ZVZCS软开关的方案应运而生。

2．全桥ZVZCS软开关技术方案比较目前，正在研究或已产品化的全桥ZVZCS软开关技术主要有以下3种：变压器原边串联饱和电感和适当容量的隔直阻断电容。

变压器原边串联适当容量的隔直阻断电容，同时滞后臂的开关管串联二极管。

利用IGBT的反向雪崩击穿电压使原边电流复位的方法实现ZCS软开关。

除方案3为有限双极性控制方式以外，其它几种方案的控制方式全为相移PWM方式。

上述几种方案都能解决全桥相移ZVS的固有缺陷，如大幅度地降低电路内部的自循环能量，提高变换效率；减少副边的占空度丢失，提高最大占空度的利用率；软开关实现范围基本不受电源电压和负载变化的影响，实现全负载范围内的高变换效率。

为提高电路的开关频率准备了条件，使整机的轻量化，小型化成为可能，可进一步提高整机的功率变换密度，符合电力电子行业的发展方向。

电力电子应用技术最新版精品课件-第六章PWM调制技术和软开关技术

电力电子应用技术最新版精品课件-第六章PWM调制技术和软开关技术
➢ 本法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位 变化时，结果都要变化。
图6-3 SPWM波形
6.2.1 SPWM逆变电路的控制方法
■ 逆变电路产生SPWM波的主要方法有三种：计算法、调制法和跟踪法 ■ 调制法
工作原理
➢ 把希望输出的波形作调制信号(调制波)，通过对此信号波的调制得到所期望的 PWM波；
➢ 为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数；
➢ fr很低时，fc也很低，由调制带来的谐波不易滤除； ➢ fr很高时，fc会过高，使开关器件难以承受。
6.2.1 SPWM逆变电路的控制方法
■ 异步调制和同步调制
分段同步调制——异步调制和同步调制的综合应用
➢ 把整个fr范围划分成若干个频段，每个频段内保 持N恒定，不同频段的N不同；
uUV uUN' uVN'
uVW uVN' uWN'
uWU uWN' uUN'
(6-5)
➢ 负载相电压
uUN uUN' uNN'
uVN uVN' uNN'
uWN Байду номын сангаасWN' uNN '
➢ 将上面各式相加，可得
uNN'
1 3 (uUN'
uVN'
uWN'
)
1 3 (uUN
6.2.2 SPWM逆变电路 ■ 单极性PWM控制方式工作原理(单相逆变)
➢ 在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断。 ➢ 在ur的正半周，V1保持通态，V2保持断态。 • 当ur>uc时使V4导通，V3关断， uo=Ud。 • 当ur<uc时使V4关断，V3导通，uo=0。 ➢ 在ur的负半周，V1保持断态，V2保持通态。 • 当ur<uc时使V3导通，V4关断，uo=-Ud。 • 当ur>uc时使V3关断，V4导通，uo=0。

煤矿机电设备变频控制技术

煤矿机电设备变频控制技术
摘 要： 变频技 术在 煤矿 矿 区地 面和 井 下的提 升 、 风 、 通 采煤 、 输 、 运 选煤 等各 种 矿 山设备 控 制 系统 得 到 了广 泛 的应 用 ， 具有 明显 的 节 能效果 和优越 的调 节性 能 。本 文对 变频技 术的基 本 原理 和发 展进 行 了阐述 ， 变频 器煤 矿机 电设备 中的应 用进 行 了分析研 究。 对 关 键词 ： 电设备 ； 机 变频技 术 ； 能 节 随着 电子 技 术 、 算机 技术 、 计 自动 控制 技 术、 大功 率输 出技术 的 迅速 发展 ， 流 电机 变 交 频调 速 技术 取得 了突 破性 的进 步 ，成 为 当今 节 电和 改善 环境 、推 动技 术进 步 的一 种 主要 手 段 ．已成 为一 种必 然 的发展 趋 势 。众所 周 知 ， 炭企业 是耗 电大 户 ， 电耗 成本 占其 生 煤 其 产 成本 相 当大 的 比例 ， 中通 风 、 其 提升 、 气 、 压 排 水 等 设 备 的 电 能 消耗 占总 能 耗 ２３以 上 ， ／ 但 是有 很 大一部 分 电能是 白白浪 费掉 的。 明 显 的节 能效果 和优越 的 调节 性 能 ，使 变频 节 能 技 术 在 我 国矿 山 中 的应 用越 来 越 广 泛 ， 技 术 也越 来越 成熟 。 １变频 技术 原理 及发展 交 流 变频 调速技 术是 微 机技 术 、电力 电 子 技术 和 电机传 动技 术 的综 合应 用 ，是 强弱 电混 合 、 电一 体 的综 合性 技术 。 实 质是 利 机 其 用 电力半 导体 器件 的通 断作 用将 工频 电源 变 换 为 另一 频率 的 电能 控制装 置 ，其基 本 原理 是 通 过 整 流 桥将 工 频 交 流 电 压 变 为 直 流 电 压 ，再 由逆变 器转 换 为频 率 、电压 可调 的 交 流 电压作 为交 流 电机 的驱 动 电源 ，使 电动 机 获得 无级 调速 所需 的 电压 和 电流 ，是 一种 无 附加 转差 损耗 的高 效调 速 方式 之一 。变频 调 速技 术 之所 以在 能源 危机 中应 运 而生 ，就 是 因为 它 能根 据 电 机 负载 的变 化 实 现 自动 、 平 滑 的增 速 、 速 ，从 而大 幅度 提高 工作 效率 。 减 变频 技术 在理 论 和应 用方 面都 取得 了 较快 的 发展 。 在功率 器件 方面 ， 经过 了 Ｇ Ｒ、 Ｂ Ｔ Ｉ Ｔ的 Ｇ 更替， 并进 ～步 发 展为智 能 功率模 块 （ Ｍ ； Ｉ ） Ｐ 在 控 制理 论 方 面 ， 频 比（ １ 制 方式 得 到 很 压 ｕ 伪控 大改 进 ，矢量 控制 和转 矩 直接 控制 方 式在 实 际变 频 器 中广 泛应 用 ， 模糊 自优 化 控制 、 工 人 神 经 网 络 等 控制 方 法 成 为 新 的研 发方 向 ； 调 速 系统 的集成 度越 来越 高 ， 片 机开 始 ， 从单 先 后 产 生 了数 字信 号处 理 器（Ｐ ）精 简指 令 集 Ｄ Ｓ、 计 算 机 （Ｉ ） 高 级 专 用集 成 电路 （ＳＣ； ＲＳ 和 Ｃ Ａ Ｉ） 在 功 能方 面 ， 变频器 的综 合化 程 度越 来越 高 ， 除 了能完 成基 本 的调速 功能 外 ，还具 有 内置 的 可 编程 序 、 参数辨 识及 通信 等功 能 。 ２ 变频 技术在 煤 矿机 电设 备 中应 用 ２１在 矿井提 升机 的应 用 ． 矿 井 的提升 机担 负着 输送 物料 和 人 员 的 重 要任 务 ，是矿 井生 产 四大运 转 部件 中特 别

新型PWM软开关DC_DC变换器

新型PWM软开关DC_DC变换器

马艳玲 石艳丽 董建彬
(石家庄经济学院 ,石家庄 050031)
摘 要 提出了一种新的零电压转换 ( ZVT)软开关 PWM 转换器 ,给出了 boost转换器的电路 ,详细分析了它的工作原理 ,并 给出了主要变量的波形 。 关键词 软开关变换器 升压变换器 零电压转换 ( ZVT) 中图法分类号 TN710; 文献标识码 A
第 8卷 第 16期 2008年 8月
167121819 (2008) 1624667203
科 学 技 术 与 工 程
Science Technology and Engineering
Vol18 No116 Aug12008
Ζ 2008 Sci1 Tech1Engng1
一种新的 PWM 软开关 DC2DC变换器
46 79
Sta tic Ana lysis of Large Angular D eforma tion Torsiona l M icrom irror
WANG Zhen2lin, CHEN Xue2kang, CAO Sheng2zhu
(Lanzhou Physics Institute, National Key Laboratory of Surface Engineering Technology, Lanzhou 730000, P1R1China)
M2。D2减小到零后在 D2中有一个反向恢复电流 。
D2是软恢复 ,相关的损耗减小 。
118 t6 ～t7 t6 时刻 , M2 关 断 , 因 为 Cs 的 存在 , Cs 开始 放
电 ,M2的漏源电压 VM2缓慢增加 , M2 关断近似为零 电压关断 ( ZVS) ,直到 t7 时刻 , VM2达到 Vo ,整流二 极管 D1开始导通 ,M2的关断过程结束 , t7 时刻后 , 工作模型和 t < t0 时相同 。

基于软开关技术的PWM变频调速系统

基于软开关技术的PWM变频调速系统

使用一条结实型桥臂，可使稳定的直流电源变为可调节的直流电源， 输出电压随着占空比的变化从零电压变化到电源电压，并且允许功率反向流 动，这种电源可用于两象限的直流传动控制。使用两条结实型桥臂，可构成 一单相交流电源，这种逆变器理论上对负载功率因数没有任何限制，因此可 用于不间断电源或单相交流传动控制系统。 我们在主电路中使用三条结实型桥臂构成三相交流逆变器，这种逆变 器可对具有任意功率因数的三相不平衡负载供电，可用于三相交流传动控制 系统。
的开关损耗理论上为零。 软开关技术的应用，在理论上使开关管的开关损耗为零，从而可以使 开关频率进一步提高，使电力电子变换器具有更高的效率，更高的功率密度， 体积、ห้องสมุดไป่ตู้量大大减小，具有更高的可靠性；并可有效地减小电能变换装置引 起的电磁污染(EMI)和环境污染(噪声等)。 3 ADRPI 变换桥臂的拓扑结构及工作原理 辅助二极管变换极逆变器（ADRPI）拓扑结构见图 1。若定义电路中 Q1 导通、Q2 截止为“1”状态，而 Q2 导通、Q1 截止为“0”状态，则这种变换 桥臂的基本工作原理是： 图 1 ADRPI 一条变换臂的拓扑结构图 （1）设电路的初始状态为“1”状态，即 Q1 导通、Q2 截止，极电压 VC2 由于箝位二极管 Dc 的作用被箝位在电源电压 Vin，电感电流 iL 为稳定 正值，电感电压 VL 等于零，这时的电感 L 作为能量储存元件而存在。这个 状态的持续时间由系统的 PWM 调制策略所决定。 （2）当电路需从“1”状态变为“0”状态时，在缓冲电容 CC1 的作用下 关断 Q1，电感电流 iL 通过二极管 D2 续流，电感 L 与电容 C2 谐振。当 iL 由正值变为负值时，Q2 在零电压条件下自然导通。当 VC2 谐振到零时，二 极管 Dfw 导通，VC2 被箍位在零值，iL 保持为稳定负值，VL 为零，电路保 持在 “0”状态。

电力电子技术PWM控制技术课件

电力电子技术PWM控制技术课件
wt
◆双极性PWM控制方式
☞在调制信号ur和载波信号uc 的交点时刻控制各开关器件的
通断。
u O
uo Ud O -U d
ur uc
u of
uo
☞在ur的半个周期内，三角波 载波有正有负，所得的PWM w t 波也是有正有负，在ur的一个 周期内，输出的PWM波只有
±Ud两种电平。
wt
图7-6 双极性PWM控制方式波形
◆对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。
◆脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形， 也称SPWM（Sinusoidal PWM）波形。
■PWM波形可分为等幅PWM波和不等幅PWM波两种，由直流 电源产生的PWM波通常是等幅PWM波。
Ud•Βιβλιοθήκη 等幅PWM波Owt
- Ud
U
• 不等幅PWM波 o
√V4关断时，负载电流通过V1 和VD3续流，uo=0。
图7-4 单相桥式PWM逆变电路
√在负载电流为负的区间，仍为V1和V4导通时，因io为负，故 io实际上从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud。 √V4关断，V3开通后，io从V3和VD1续流，uo=0。 √uo总可以得到Ud和零两种电平。
☞在uo的负半周，让V2保持 通态，V1保持断态，V3和V4 交替通断，负载电压uo可以得 到-Ud和零两种电平。
7.2.1 调制法 7.2.2 异步调制和同步调制
异步调制和同步调制
载波比
载波频率fc与调制信号频率fr之比，N= fc / fr
❖根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM ❖调制方式分为异步调制和同步调制。
1） 异步调制
载波信号和调制信号不同步的调制方式

软开关PWM DCDC全桥变换器的实现策略

软开关PWM DCDC全桥变换器的实现策略

软开关PWM DC/DC全桥变换器的实现策略阮新波严仰光摘要系统地提出PWM DC/DC全桥变换器的两类软开关方式，ZVS方式和ZVZCS方式。

针对这两类方式，分别提出各自的实现策略。

关键词：全桥变换器脉宽调制控制策略软开关技术Realization Strategies for Soft-Switching PWM DC/DC Full-Bridge ConvertersRuan Xinbo Yan Yangguang(Nanjing University of Aeronautics & Astronautics210016China)AbstractThis paper proposes two kinds of soft-switching techniques for PWM DC/DC full-bridge converte rs:Zero-Voltage-Switching (ZVS)and Zero-Current-Switching(ZCS).The realization strategies for the two kinds of soft-switching techniques are proposed.Keywords：Full-bridge converter Pulse-width-modulation Control strategySoft-switching technique1引言在文献［1］中，我们知道，PWM DC/DC全桥变换器有9种控制方式。

根据斜对角的两只开关管的关断情况，这9种控制方式可分为两类，一类是斜对角的两只开关管同时关断，此时会出现+1/-1和-1/1的切换方式，不能实现软开关；一类是斜对角的两只开关管的关断时间相互错开，一只先关断，一只后关断，即引入超前桥臂和滞后桥臂的概念，可以实现软开关。

超前桥臂的开关方式是+1/0和-1/0切换方式，只能实现ZVS，而且容易实现ZVS；滞后桥臂根据0状态的工作模式不同存在两种软开关方式，0状态有两种工作模式，电流恒定模式和电流复位模式。

电力电子变频器及PWM控制原理

电力电子变频器及PWM控制原理
电力电子变频器及 PWM控制原理
目录
• 电力电子变频器概述 • PWM控制原理 • 电力电子变频器PWM控制策略 • PWM控制技术在电力电子变频器中的应
用 • PWM控制技术的发展趋势与展望
01
电力电子变频器概述
变频器定义与工作原理
变频器定义
变频器是一种将固定频率的交流电转换为可变频率和电压的交流电的电力电子装 置。
电压矢量PWM控制策略
基于电压空间矢量的概念，将三相电压等效为一个旋转的合成空间矢量，通过 调节该矢量的幅值和角度实现电机转矩和速度的控制。该策略具有直流电压利 用率高、转矩脉动小等优点。
电流PWM控制策略
峰值电流PWM控制策略
通过控制输入电流的峰值，实现电机的恒功率控制。该策略 具有简单易实现、动态响应快等优点，但低速时存在转矩脉 动和过电流的问题。
能质量。
05
PWM控制技术的发展趋 势与展望
PWM控制技术的发展趋势
高效能化
随着电力电子技术的不断进步，PWM控制技术也在向更 高效率的方向发展，以实现更低的能耗和更高的能源利用 效率。
智能化
随着人工智能和大数据技术的快速发展，PWM控制技术 也在向智能化方向发展，通过自适应、自学习等技术实现 更精准的控制和优化。
平均电流PWM控制策略
通过控制输入电流的平均值，实现电机的恒转矩控制。该策 略具有转矩脉动小、稳态精度高等优点，但动态响应较慢。
矢量PWM控制策略
磁场定向控制PWM策略
将异步电动机的定子电流分解为与转子磁场方向相垂直的励磁电流和与转子磁场方向一致的转矩电流 ，分别进行控制。该策略具有调速范围宽、动态响应快等优点，但需要精确的电机参数和复杂的控制 系统。
和电流型 变频器。电压型变频器输出电压 可调，而电流型变频器输出电流

pwm变频调速及软开关电力变换技术

pwm变频调速及软开关电力变换技术

pwm变频调速及软开关电力变换技术摘要：一、引言二、PWM变频调速技术原理及应用1.原理简介2.系统构成3.调速性能与优势4.应用领域三、软开关电力变换技术原理及应用1.原理简介2.系统构成3.优势与特点4.应用领域四、PWM变频调速与软开关电力变换技术的结合1.结合优势2.发展趋势五、结论与展望正文：一、引言随着现代工业的快速发展，对电机调速系统的性能要求越来越高。

PWM （脉宽调制）变频调速及软开关电力变换技术在电机调速系统中发挥着重要作用。

本文将介绍这两种技术的基本原理、应用领域及发展趋势。

二、PWM变频调速技术原理及应用1.原理简介PWM变频调速技术是一种通过改变电机供电频率来调节电机转速的方法。

其核心是脉宽调制技术，通过调整脉冲的宽度来控制电机电流，从而实现调速。

2.系统构成PWM变频调速系统主要由变频器、PWM控制器、电机和传感器等组成。

变频器负责调整电机供电频率，PWM控制器控制电机电流，实现调速。

3.调速性能与优势PWM变频调速技术具有调速范围宽、响应速度快、效率高、噪音低等优点。

适用于各种工业领域，如家电、汽车、工业自动化等。

4.应用领域PWM变频调速技术在电梯、风机、水泵等领域得到广泛应用。

通过调整电机转速，实现节能、降噪、提高系统性能的目的。

三、软开关电力变换技术原理及应用1.原理简介软开关电力变换技术是一种利用现代电力电子器件，通过控制开关器件的导通和断开，实现电压、电流及功率的控制。

其主要目的是减小开关损耗，提高系统效率。

2.系统构成软开关电力变换系统主要由电源、逆变器、整流器、软开关控制器等组成。

通过控制开关器件，实现电压、电流的调整。

3.优势与特点软开关电力变换技术具有高效、节能、环保等特点。

在电力电子系统中，能有效减小开关损耗，提高系统性能。

4.应用领域软开关电力变换技术广泛应用于新能源、电动汽车、工业电源等领域。

如太阳能发电、风力发电、充电桩等。

四、PWM变频调速与软开关电力变换技术的结合1.结合优势PWM变频调速技术与软开关电力变换技术相结合，可以充分发挥两种技术的优点。

新能源并网技术第1讲 PWM模式与软开关型电力变换器

新能源并网技术第1讲 PWM模式与软开关型电力变换器

A L
P
iC
i L
iT
C
v
C
Tv
TD
无论通态、断态，
vC都为VD，开关过
V D
E
Io R
程中vC变化也不大，
Ro Do
仅在关断过程中vT
iD o
Lo B
(a) 电路
超过VD后，C才起 作用——限幅缓冲，
i
广泛应用于IGBT的
T
L 0 ，关断轨迹：C-B-A
CF
B
开通轨迹：A-B-C
L 0 ，关断轨迹：C-B-M-P-A
1. 零电流转换：ZCT 2. 零电压转换：ZVT
2.5 ZVS和ZCS电路
Cr
+-
D1
T1 Vg1
VD
Vg2 T2 D2
+ Lr iL
VL D
Lf
Io
Cf VD
Vo R
ZVS-PWM
D1
T1 Vg1
VD
Lr
Lf Vo
iL
T2 Vg2
+
D2
ic
If=Io +
Do Cf
R
Vcr
-
Cr
ZCS-PWM
Cr
2.5.1零电压开通脉冲宽度调制（ZVS PWM）变换器（4）
开关状态4：t3<t<t8
如
果IoZr<VD,则iT = 0时，vT1 >0，vT1不可
能为零,此后VD又开始对Cr充电 如
果IoZr>VD,则当vT1＝ vcr＝0时iT1仍为负
值。此后负值iL经D1向VD回送电流，直
到t=t6，在t4~t6期，vT1＝0。若在t5加VG1

pwm变频调速及软开关电力变换技术

pwm变频调速及软开关电力变换技术

pwm变频调速及软开关电力变换技术【原创实用版】目录1.PWM 变频调速技术概述2.PWM 变频调速技术的工作原理3.PWM 变频调速技术的应用领域4.软开关电力变换技术概述5.软开关电力变换技术的工作原理6.软开关电力变换技术的应用领域7.PWM 变频调速及软开关电力变换技术的发展前景正文一、PWM 变频调速技术概述PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）变频调速技术是一种基于数字信号处理的电机调速方法，通过改变脉冲的宽度来调节电机的转速。

该技术具有高效、节能、调速范围宽等优点，在工业生产和民用领域得到了广泛应用。

二、PWM 变频调速技术的工作原理PWM 变频调速技术的核心是采用可编程逻辑控制器（PLC）或微控制器（MCU）产生一定频率和宽度的脉冲信号，通过逆变器将直流电源转换为交流电，驱动电机运行。

通过改变脉冲的宽度，可以实现对电机转速的无级调节。

三、PWM 变频调速技术的应用领域PWM 变频调速技术在许多领域都有广泛应用，如工业生产线、电梯控制系统、家电产品（如空调、洗衣机等）以及电动汽车等。

四、软开关电力变换技术概述软开关电力变换技术是一种基于晶体管或其他半导体器件的开关特性，实现电力电子设备开关过程的优化技术。

与传统的硬开关技术相比，软开关技术具有开关损耗低、电磁干扰小等优点。

五、软开关电力变换技术的工作原理软开关技术通过在开关过程中引入一定的损耗元件，如电感、电容等，使得开关器件的电压和电流波形变得更加平滑，从而降低开关损耗和电磁干扰。

六、软开关电力变换技术的应用领域软开关电力变换技术在电力电子领域有广泛应用，如直流 - 直流变换器、交流 - 直流变换器、逆变器等。

这些设备在工业生产、通信系统、交通运输等领域都发挥着重要作用。

七、PWM 变频调速及软开关电力变换技术的发展前景随着我国经济的快速发展，对节能减排的需求越来越迫切。

PWM 变频调速及软开关电力变换技术具有显著的节能效果，因此具有广阔的发展前景。

PWM控制全桥软开关电源1

PWM控制全桥软开关电源1

2010届本科毕业设计PWM控制全桥软开关电源设计院（系）名称物理与电子信息学院专业名称电气工程及其自动化学生姓名张磊学号060544129指导教师马红梅硕士完成时间2010年5月15日PWM控制全桥软开关电源设计张磊物理与电子信息学院电气工程及自动化学号：060544129指导教师：马红梅摘要：本论文设计了一种基于PWM控制全桥软开关电源。

设计了高频变压器、控制电路、交流EMI滤波器、输出保护电路等。

本设计得到了一款输出为48V/20A的PWM 控制全桥软开关电源。

该电源具有频率高、效率高、功率密度高、可靠性高等优点。

关键词：全桥变换器；零电压开关；PWM控制PWM Control Full-bridge Soft Switching Power SupplyZhang leiElectronic Information Science and Technology No: 060544129Tutor: Ma Hong-meiAbstract: In this thesis, based on PWM control, a full-bridge soft switching power supply was designed. And it designed a high-frequency transformer, control circuit, AC EMI filter and output protection circuit. This design has been a PWM control output 48V/20A of full-bridge soft switching power supply. The power supply has a high frequency, high efficiency, high power density, high reliability,etc.Key words: Full-Bridge Converter; ZVS; PWM Control目录摘要 (1)2 PWM控制全桥软开关电源系统 (3)2.1 PWM控制全桥软开关电源工作原理 (3)2.2 方案论证 (4)2.2.1 PWM控制全桥软开关电源实现的三种方式 (4)2.3 PWM控制全桥软开关电源单元电路设计 (4)2.3.1 主电路设计 (4)2.3.2 高频变压器的设计 (7)2.3.3 控制电路设计 (9)2.3.4 交流EMI滤波及前级整流滤波电路设计 (14)2.3.5 输出保护电路设计 (16)3 系统调试 (16)3.1 变压器的调试 (16)3.2 测试记录 (16)3.2.1 纹波电压测试 (16)3.2.2 过电压保护(OVP)测试 (16)3.2.3 短路保护测试 (17)3.2.4 过电流保护(OCP)测试 (17)3.2.5 过功率保护(OPP)测试 (17)3.2.6 安全(Safety)规格测试 (17)3.2.7 异常测试 (18)3.2.8 电磁兼容(Electromagnetic Compliance)测试 (18)3.2.9 可靠性(Reliability)测试 (18)4 结束语 (18)参考文献 (18)1 引言电源在一个典型系统中担当着非常重要的角色。

PWM电机变频调速

PWM电机变频调速
电动机的调速分工艺调速和节能调速两大类。工艺调速指生产工艺要求的调速，例如，轧钢机、造纸机、矿井卷扬机、机床、电梯等。这类调速的指标较高，即要求有宽的调速范围，小的静差率，快的动态响应。目前这类调速多采用变频变压（VVVF）的矢量控制方式。市场上出售较高档次的变频器一般都具有这种功能。调速要求较低的场合，也可采用V/F等于常值的电压频率协调控制方式。不论采用何种方式，目前技术都很成熟。人们关注的是装置的小型化、智能化及免维修等功能。此外，设置网络通讯和多机协调运转功能，也是发展的方向。随着网络技术的发展，电机的调速将与企业的生产管理结合起来，国外已经实现以网络方式控制，国内正在研究、推广应用。
（3）功率器件向高集成智能功率模块发展
虽然单个功率器件的效率越来越高，控制简化，但电的复杂性给生产和测试带来不便。智能功率模块（IPM）是将功率器件的配置、散热乃至驱动问题在模块中解决，因而易于使用，可靠性高。以变频空调为例，我国的变频空调几乎100％采用IPM方式。
与变频调速有两个相关的问题是大家非常重视的。一是谐波治理，二是将变频器与电机结合开发机电一体化产品。由于大量应用变频器给电网带来严重的谐波污染，必须设法解决。用变频技术产生与谐波频率、幅值相同而方向相反的电压波，去抵消谐波是解决该问题较好方法。变频器与传统的电机结合使用存在很多问题，一是低速的出力问题，传统的电机未考虑调速，其温升是按额定速度设计的，当电机在低速下运行时，出力就不够。因此，当选用通用电机调速时，容量要选大一点，或者加强电机的冷却。第二个问题是谐波影响和高dv/dt易使电机的端部过电压。通用电机是按正弦波设计的,而变频器的输出必然含有很多高次谐波，对电机的运行不利。解决的办法是开发方波型电机，也就是将变频器与电机结合，开发机电一体化产品，是变频调速的一个发展方向[5]。
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pwm变频调速及软开关电力变换技术[pwm变频调速及软开关电力变换技术]
1. 引言
在现代工业和电力系统中，pwm变频调速及软开关电力变换技术已经成为一种常见的技术应用。

它们在提高能源利用率、降低能源消耗和减少对环境的影响等方面具有重要作用。

本文将深入探讨pwm变频调速及软开关电力变换技术的原理、应用及未来发展趋势。

2. pwm变频调速技术的原理和应用
2.1 什么是pwm变频调速技术
pwm（Pulse Width Modulation）变频调速技术是一种通过控制电机输入的脉冲宽度来实现对电机转速的调节的技术。

它通过改变电机输入的频率和电压，使电机能够以不同的速度运行，从而满足不同工况下的需求。

2.2 pwm变频调速技术的应用
pwm变频调速技术广泛应用于工业生产中的电机驱动系统、风力发电系统、水泵系统、压缩机系统等领域。

通过pwm变频调速技术，能够实现电机的精确控制和高效运行，从而提高设备的稳定性和工作效率。

3. 软开关电力变换技术的原理和应用
3.1 什么是软开关电力变换技术
软开关电力变换技术是一种通过对电力开关管进行控制，减少开关过程中电流和电压的突变，以减小开关损耗的技术。

它通过改善开关过程中的电压和电流波形，降低开关损耗和提高电力变换效率。

3.2 软开关电力变换技术的应用
软开关电力变换技术在直流变换器、逆变器、变频器以及电力系统中的高压开关设备中得到广泛应用。

通过软开关电力变换技术，能够减少电力设备的能量损耗，提高系统的可靠性和稳定性。

4. pwm变频调速及软开关电力变换技术的未来发展趋势
4.1 高性能功率模块的发展
未来，随着高性能功率模块的不断发展，将能够提高pwm变频调速及软开关电力变换技术的性能和效率，满足更多复杂工况下的电力需求。

4.2 电力电子器件的集成化和智能化
随着电力电子器件的集成化和智能化，pwm变频调速及软开关电力变换技术将更加灵活和智能化，能够更好地适应不同工况下的需求。

5. 总结和回顾
pwm变频调速及软开关电力变换技术作为当前电力系统中重要的技术应用，具有重要的意义。

它们通过提高电力设备的效率、降低能量损耗以及改善系统的稳定性，为工业生产和电力系统的发展做出了重要贡献。

未来随着技术的不断进步和发展，pwm变频调速及软开关电力变换技术将发挥更加重要的作用。

6. 个人观点和理解
作为文章写手，深入研究和撰写关于pwm变频调速及软开关电力变换技术的文章让我对这些技术有了更深入的理解。

我相信未来随着技术的不断发展，pwm变频调速及软开关电力变换技术将会朝着更加高效、智能和可靠的方向不断发展，为能源节约和环境保护做出更大的贡献。

通过对pwm变频调速及软开关电力变换技术的深入探讨，相信您对这些技术有了更全面、深刻的理解。

希望本文能够为您提供有价值的参考，并对未来的发展趋势有所启示。

7. PWM变频调速技术的应用案例
在工业生产中，PWM变频调速技术广泛应用于电机驱动系统。

在制造业中，各种生产设备中的电机常常需要根据生产需求精确控制转速。

通过PWM变频调速技术，可以实现对电机速度的精确控制，从而提高设备的生产效率和稳定性。

另外，在风力发电系统中，PWM变频调速技术也扮演着重要角色。

风力发电机组在不同的风速下需要以不同的转速运行，通过PWM变频调速技术，可以实现对发电机的转速精
确控制，从而提高风力发电系统的发电效率。

8. 软开关电力变换技术在电力系统中的应用案例
在电力系统中，软开关电力变换技术被广泛应用于变频器、逆变器以及直流变换器等设备中。

通过软开关电力变换技术，可以减小开关过程中电压和电流的变化，降低系统的能量损耗，提高电力设备的效率和可靠性。

特别是在高压开关设备中，软开关电力变换技术的应用可以有效地减少开关损耗，延长设备的使用寿命，提高电力系统的稳定性。

9. PWM变频调速及软开关电力变换技术的未来发展趋势
随着电力需求的不断增长和能源环境的日益严峻，PWM变频调速及软开关电力变换技术面临着新的挑战和机遇。

未来，高性能功率模块的发展将为这些技术的提升带来新的机遇。

高性能功率模块的应用将能够提高系统的功率密度和效率，满足更多复杂工况下的电力需求。

电力电子器件的集成化和智能化将为这些技术的发展带来新的动力。

集成化和智能化的电力电子器件将使得PWM变频调速及软开关电力变换技术更加灵活和智能化，能够更好地应对不同工况下的需求，提高电力设备的效率和稳定性。

10. 结语
PWM变频调速及软开关电力变换技术作为现代电力系统中重要的技术应用，具有重要的意义。

通过深入研究和探讨这些技术的原理、应用
和未来发展趋势，我们能够更好地理解它们对提高能源利用率、降低能源消耗和减少对环境的影响所起到的重要作用。

相信随着技术的不断进步和发展，PWM变频调速及软开关电力变换技术将会朝着更加高效、智能和可靠的方向不断发展，为能源节约和环境保护做出更大的贡献。

希望本文能够为您提供有价值的参考，并对未来的发展趋势有所启示。