《现代电力电子技术》林渭勋_21
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《现代电力电子技术》林渭勋_26
第6章 PWM软开关电路 6.1 概述 6.2 缓冲型PWM软开关电路 6.3 控制型PWM软开关电路 6.4 直流谐振型PWM软开关电路
6.3.2 移相式高频链软PWM逆变电路
表6-2 ZVS/ZCS PWM全桥式间接DC/DC变换电路及性能参数
6.3.2 移相式高频链软PWM逆变电路
图6-26 实测整机效率曲线
图6-31 并联式有源钳位直流谐振环 a)主电路 b)电量波形
6.4.4 并联式有源钳位直流谐振环
图6-32 图6-31b中各时区的等效电路
6.4.5 谐振型单相软PWM逆变电路
1)图6-31a中的电流型负载用单相电压源逆变电路替代，后者带感性负 载并有L0≫Lr。 2)都采用并联式有源钳位直流谐振环以实现ZVS。 3)图6-33a点划线框Ⓐ中无低钳位开关VGr和VDr(如图6-31a所示)，这是 因为在实用中，尤其是逆变电路采用IGBT等快速功率器件时，VGr和 VDr可利用桥臂中器件替代。 4)缓压电容CS1～CS4兼作谐振电容：各桥臂并联缓压电容的目的是为了 实现ZVOFF，其实这些电容可看成是将谐振电容Cr分散到各桥臂中兼 作缓压电容，这样做的好处是可以在高钳位期的任一PWM关断点上实 现器件的ZVOFF，于是在低钳位期中逆变桥中只需要进行PWM的开通 点操作(ZVON)就可以保证电路实现ZVS。
6.4 直流谐振型PWM软开关电路
6.4.1 SCR集中换流电路 6.4.2 直流谐振环的基本结构及其存在问题 6.4.3 有源钳位直流准谐振环 6.4.4 并联式有源钳位直流谐振环 6.4.5 谐振型单相软PWM逆变电路
6.4.1 SCR集中换流电路
(1)电路初态 逆变桥中有VT1、VT2和VT3处于通态，CS端压ucS=Ud， 辅助桥中VT2A和VT4A处于正向阻断状态，逆变桥输入电流id=iβ=iT1+i T3=Id，逆变入端点b与c之间电压ubc=Ud。 (2)电路终态 如上述，换流将在VT1与VT4之间进行，也即在换流结 束之后，逆变桥中应有VT2、VT3和VT4处于通态。
6.3.2 移相式高频链软PWM逆变电路
表6-2 ZVS/ZCS PWM全桥式间接DC/DC变换电路及性能参数
6.3.2 移相式高频链软PWM逆变电路
图6-26 实测整机效率曲线
图6-31 并联式有源钳位直流谐振环 a)主电路 b)电量波形
6.4.4 并联式有源钳位直流谐振环
图6-32 图6-31b中各时区的等效电路
6.4.5 谐振型单相软PWM逆变电路
1)图6-31a中的电流型负载用单相电压源逆变电路替代，后者带感性负 载并有L0≫Lr。 2)都采用并联式有源钳位直流谐振环以实现ZVS。 3)图6-33a点划线框Ⓐ中无低钳位开关VGr和VDr(如图6-31a所示)，这是 因为在实用中，尤其是逆变电路采用IGBT等快速功率器件时，VGr和 VDr可利用桥臂中器件替代。 4)缓压电容CS1～CS4兼作谐振电容：各桥臂并联缓压电容的目的是为了 实现ZVOFF，其实这些电容可看成是将谐振电容Cr分散到各桥臂中兼 作缓压电容，这样做的好处是可以在高钳位期的任一PWM关断点上实 现器件的ZVOFF，于是在低钳位期中逆变桥中只需要进行PWM的开通 点操作(ZVON)就可以保证电路实现ZVS。
6.4 直流谐振型PWM软开关电路
6.4.1 SCR集中换流电路 6.4.2 直流谐振环的基本结构及其存在问题 6.4.3 有源钳位直流准谐振环 6.4.4 并联式有源钳位直流谐振环 6.4.5 谐振型单相软PWM逆变电路
6.4.1 SCR集中换流电路
(1)电路初态 逆变桥中有VT1、VT2和VT3处于通态，CS端压ucS=Ud， 辅助桥中VT2A和VT4A处于正向阻断状态，逆变桥输入电流id=iβ=iT1+i T3=Id，逆变入端点b与c之间电压ubc=Ud。 (2)电路终态 如上述，换流将在VT1与VT4之间进行，也即在换流结 束之后，逆变桥中应有VT2、VT3和VT4处于通态。
现代电力电子技术
R
uL
u2
E
+
-
触发电路产生的触发脉冲须满足下列要求： 足够的功率； 一定的宽度； 与主电路同步； 一定的移相范围。
产生的方式： 单结晶体管触发电路； 集成触发电路。
1
2
第3节 晶闸管触发电路
一、单结晶体管触发电路
等效电路
E
B2
B1
RB2
RB1
管内基极 体电阻
E
（发射极）
B2
（第二基极）
当 L >> R时， ILT在整个周期中可近似 看做直流。
5
晶闸管的中电流
IT =
IT =
平均值:
有效值:
晶闸管的选择
晶闸管电压 > （1.5 ~ 2）U2M
晶闸管电流
> （1.5）×
二、单相桥式半控整流电路
1、
电阻性负载桥式可控整流电路
（1）电路及工作原理
u2 > 0的导通路径：
u2 (A)
三、 特性与参数
1、特性
U
I
URSM
UFSM
URRM
IH
UFRM
IF
IG1=0A
IG2
IG3
IG3
IG2
IG1
>
>
正向
反向
2、主要参数
UFRM：
正向断态重复峰值电压。（晶闸管耐压值。 一般取 UFRM = 80% UFSM 。普通晶闸管 UFRM 为 100V~3000V）
URRM：反向重复峰值电压。（控制极断路时， 可以重复作用在晶闸管上的反向重复电 压。一般取URRM = 80% URSM。普通晶 闸管URRM为100V~3000V）
uL
u2
E
+
-
触发电路产生的触发脉冲须满足下列要求： 足够的功率； 一定的宽度； 与主电路同步； 一定的移相范围。
产生的方式： 单结晶体管触发电路； 集成触发电路。
1
2
第3节 晶闸管触发电路
一、单结晶体管触发电路
等效电路
E
B2
B1
RB2
RB1
管内基极 体电阻
E
（发射极）
B2
（第二基极）
当 L >> R时， ILT在整个周期中可近似 看做直流。
5
晶闸管的中电流
IT =
IT =
平均值:
有效值:
晶闸管的选择
晶闸管电压 > （1.5 ~ 2）U2M
晶闸管电流
> （1.5）×
二、单相桥式半控整流电路
1、
电阻性负载桥式可控整流电路
（1）电路及工作原理
u2 > 0的导通路径：
u2 (A)
三、 特性与参数
1、特性
U
I
URSM
UFSM
URRM
IH
UFRM
IF
IG1=0A
IG2
IG3
IG3
IG2
IG1
>
>
正向
反向
2、主要参数
UFRM：
正向断态重复峰值电压。（晶闸管耐压值。 一般取 UFRM = 80% UFSM 。普通晶闸管 UFRM 为 100V~3000V）
URRM：反向重复峰值电压。（控制极断路时， 可以重复作用在晶闸管上的反向重复电 压。一般取URRM = 80% URSM。普通晶 闸管URRM为100V~3000V）
《现代电力电子技术》林渭勋_18
2.电路结构
图4-7 K＜1、α=π/3rad时变频电路的电量波形
4.4.1 理想条件下三相电流源SCR直接变频电路分析
3.输出电压波形
图4-8 K＞1、α=0时变频电路的电量波形
4.4.2 同步电动机的调速方法
1.负载电压：根据理想条件，变频电路无内耗，设想在变频电路中存 在一假想直流电压U，其位置与间接变频电路(AC-DC-AC变频电路)相 仿。 2.同步电动机的调速方法：(1)改变磁通ϕ 延迟角α (2)改变超前角β (3)改变
第4章 PWM交流变换电路 4.1 概述 4.2 单相交流调压电路 4.3 三相交流调压电路
*4.4
由半控型器件组成的直接变频电路
4.5 由全控型器件组成的直接变频电路
4.1 概述
将一种交流电能转换成具有另种参数交流电能的 过程称为交流变换，凡能实现这种变换的电路泛 称交流变换电路(AC/AC变换电路)。随着技术的 发展，已拥有多种交流变换电路。
图4-1 单相PWM交流调压电路 a)主电路结构 b)电量波形
4.2.1 理想条件下PWM交流调压电路的工作情况
1.电压增益及输出电压谐波含量
2.输入电流iN和输出电流i0
4.2.1 理想条件下PWM交流调压电路的工作情况
3.感性负载下的电流频谱
图4-2 单相PWM交流调压电路的电流频谱 a)输出电流 b)输入电流
4.4.1 理想条件下三相电流源SCR直接变频电路分析
1.理想条件
图4-6 三相电流源SCR直接变频电路 1—负载侧超前角β形成电路 2—电源侧延迟角α形成电路 3—信号合成电路 4—电动机运行状态检测电路 5—速度给定 M—同步电动机 P—位置检测器
4.4.1 理想条件下三相电流源SCR直接变频电路分析
图4-7 K＜1、α=π/3rad时变频电路的电量波形
4.4.1 理想条件下三相电流源SCR直接变频电路分析
3.输出电压波形
图4-8 K＞1、α=0时变频电路的电量波形
4.4.2 同步电动机的调速方法
1.负载电压：根据理想条件，变频电路无内耗，设想在变频电路中存 在一假想直流电压U，其位置与间接变频电路(AC-DC-AC变频电路)相 仿。 2.同步电动机的调速方法：(1)改变磁通ϕ 延迟角α (2)改变超前角β (3)改变
第4章 PWM交流变换电路 4.1 概述 4.2 单相交流调压电路 4.3 三相交流调压电路
*4.4
由半控型器件组成的直接变频电路
4.5 由全控型器件组成的直接变频电路
4.1 概述
将一种交流电能转换成具有另种参数交流电能的 过程称为交流变换，凡能实现这种变换的电路泛 称交流变换电路(AC/AC变换电路)。随着技术的 发展，已拥有多种交流变换电路。
图4-1 单相PWM交流调压电路 a)主电路结构 b)电量波形
4.2.1 理想条件下PWM交流调压电路的工作情况
1.电压增益及输出电压谐波含量
2.输入电流iN和输出电流i0
4.2.1 理想条件下PWM交流调压电路的工作情况
3.感性负载下的电流频谱
图4-2 单相PWM交流调压电路的电流频谱 a)输出电流 b)输入电流
4.4.1 理想条件下三相电流源SCR直接变频电路分析
1.理想条件
图4-6 三相电流源SCR直接变频电路 1—负载侧超前角β形成电路 2—电源侧延迟角α形成电路 3—信号合成电路 4—电动机运行状态检测电路 5—速度给定 M—同步电动机 P—位置检测器
4.4.1 理想条件下三相电流源SCR直接变频电路分析
专业学位研究生课程教学案例库建设探讨
专业学位研究生课程教学案例库建设探讨陶海军，张国澎，郑征，朱军（河南理工大学，河南焦作454003）一、引言为适应我国专业学位教育发展的客观需求，进一步提高专业学位研究生教育教学质量，改革专业学位培养模式，需要建设专业学位研究生专业课程教学案例库，对相关专业学位课程案例教学起到支撑作用，同时普及和提高专业学位案例教学，推动专业学位研究生培养模式改革创新[１，２]。
现代功率变换技术是与电子、控制、电气工程紧密相关的学科，被广泛应用于各行各业。
现代功率变换技术是我校电气工程专业学位研究生的核心选修课程，从事与现代功率变换密切相关的研究生约占学生总人数的35%以上。
进行现代功率变换技术课程教学案例库建设，对于电气工程专业学位学生工程实践能力的提高，拓宽电气工程研究生的知识面，紧跟学科前沿知识及工程技术，培养具有综合素质的工程技能专业型研究生具有重要意义[３，４]。
二、现代功率变换技术课程案例库建设的必要性现代功率变换技术是一门交叉学科，涉及半导体物理、电力系统、模拟电子和数字电子技术、自动控制原理等多门学科，并与微机控制技术、微电子技术、现代控制原理、材料科学等密切相关。
近年来该技术获得了迅速发展，同时被广泛应用到相关领域，因此现代功率变换技术早已成为电气工程领域的重要研究课题。
现代功率变换技术案例库建设，以现实应用中的经典案例为素材，包括现代整流技术应用案例（AC-DC）、现代高频直流变换技术应用案例（DC-DC）、现代逆变技术应用案例（DC-AC）。
课题组成员在每个案例都积累了大量的理论与实际经验，并将相关研究成果融入案例库建设中。
通过对案例库的理论分析、系统仿真、实例分析、交流讨论等手段，锻炼研究生发现问题、分析问题、解决问题等工程实践能力，有助于提高专业学位研究生的实践应用能力[５，６]。
当前国内外对传统的电力电子技术例题库建设较为完善，既有相关的例题，也有设计与仿真。
但着眼于现代功率变换技术，其例题库分散到了以上提及的各个领域中，如林渭勋先生编写的《现代电力电子技术》、李永东老师编写的《现代电力电子学———原理及应用》中的相关例题，更多的侧重于原理的论述，并未针对当前该学科发展的前言问题给出具体完整的解决例子。
电力电子变换和控制技术(2017版)教学大纲
《电力电子变换和控制技术》课程教学大纲课程代码：060431007课程英文名称：Power Electronics课程总学时：40 讲课：40 实验：上机：0适用专业：电气工程及其自动化专业大纲编写（修订）时间：2017.11一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课，是为进入专业课学习做准备的重要必修课程，是培养电力电子技术领域高级工程技术人才的一门主干课程。
本课程的教学目标和任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路（包括AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC）的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验实训技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标。
为发电厂电气部分、交直流调速控制系统、电力系统继电保护等后续课程打好基础。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1．掌握常用电力电子器件的性能。
2．掌握整流装置的基本原理、控制方法、设计计算等。
3．掌握逆变装置的基本原理、控制方法、设计计算等。
4．掌握PWM控制的基本原理。
5．掌握基本变流装置的调试方法。
6．了解电力电子技术的发展趋势。
7．为后续专业课打好基础。
8．了解软开关技术（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握常用电力电子器件和典型电力变换一般知识，四大类电力变换的结构特点、性能、控制方法、器件保护、应用等。
2.基本理论和方法：掌握常用电力电子器件的静态和动态特性以及器件参数的定义；掌握整流电路的结构分析以及整流电路的控制方法，主要指相位控制的整流电路；掌握逆变电路的结构分析以及逆变电路的控制方法，包括单相电压型逆变电路和单相电流型逆变电路；掌握斩波电路的结构分析以及斩波电路的控制方法，包括基本降压和升压斩波电路；掌握交流电力控制电路的结构分析以及交流电力控制电路的控制方法，包括交流调压和交流调功以及交流电子开关；掌握PWM控制技术；掌握电力电子器件的驱动和保护方法。
《电力电子技术I》参考书目
《电力电子技术》参考书目
1.徐德鸿，马皓，汪槱生. 电力电子技术. 科学出版社, 2006.
2.应建平，林渭勋，黄敏超. 电力电子技术根底. 机械工业出版社,
2003.
3.林渭勋等. 电力电子电路. 浙江大学出版社, 1986.
4.陈坚. 电力电子学－电力电子变换和控制技术. 高等教育出版社,
2002.
5.王兆安，黄俊. 电力电子技术. 机械工业出版社，2000.
6.赵良炳. 现代电力电子技术根底. 清华大学出版社, 1995.
7.丁道宏. 电力电子技术〔修订版〕. 航天工业出版社, 1999.
8.何希才,江云霞. 现代电力电子技术. 国防大学出版社, 1996.
9.张立. 现代电力电子技术. 科学出版社, 1992.
10.黄俊等. 电力电子自关断器件及电路. 机械工业出版社, 1991.
11.王志良. 电力电子新器件及其应用技术. 机械工业出版社, 1995.。
青岛科技大学电气工程及其自动化专业人才培养方案
2.50 48
电力电子技术应用创新实验课 11 B07042600 Power Electronics Application 2.00 32
电力系统仿真与智能电气设计
12 B07042200 Simulation of Power Systems and 1.50 32
Intelligent Electrical Design
B07030720
电磁场理论 B Theory of Electromagnetic Fields B
2.50 40
电气测量技术 03 B07041100 Electrical Measurement Technique 2.00 32
现代控制理论 04 B07010200 Modern Control Theory
模拟电子技术 A
Analog Electronic Technology A
4.00 64 3.00 48 4.00 80 4.00 80
学时分配
理 论
实验 或实
上
教
机
学践
48
32
48
64 24 24 64 64 32 32 32 32 80 96 32 48 16
48
48 48
24 24 54 10 42 6 56 24 56 24
1.00 32
09
B14010102
大学体育 2 College Physical Education 2
1.00 32
10
B14010103
大学体育 3 College Physical Education 3
1.00 32
11
B14010104
大学体育 4 College Physical Education 4
电力电子技术应看的书单
《多电平逆变技术及其应用》刘凤君，机械工业出版社; 第1版(2007年4月1日) ，定价¥ 43.00《高性能级联型多电平变换器原理及应用》周京华，陈亚爱，机械工业出版社; 第1版(2013年10月14日) 定价：￥59.80元《多电平变换器的理论和应用技术》何湘宁, 陈阿莲，机械工业出版社; 第1版(2006年9月1日) ，定价：￥29.00《现代电力电子学》徐德鸿等，机械工业出版社; 第1版(2013年5月22日)，定价：￥49.00 《电力电子系统建模及控制》徐德鸿，机械工业出版社; 第1版(2006年1月1日)，定价¥ 22.00《电力电子、电机控制系统的建模和仿真》洪乃刚，机械工业出版社; 第1版(2010年2月1日)，定价￥33.00《现代电力电子技术》林渭勋，机械工业出版社; 第1版(2013年3月7日)，定价￥49.80 《现代整流器技术:有源功率因数校正技术》徐德鸿，李睿，刘昌金，林平，机械工业出版社; 第1版(2013年3月1日)，定价￥49.80《现代电力电子学与交流传动》，博斯(Bimal K.Bose)，王聪，赵金，于庆广，程红，机械工业出版社; 第1版(2013年7月1日)，定价：￥69.90《谐波抑制和无功功率补偿》王兆安，杨君，刘进军，王跃，机械工业出版社; 第2版(2006年1月1日)，定价￥29.00《高频开关型逆变器及其并联并网技术》孙孝峰，顾和荣，王立乔等，机械工业出版社; 第1版(2011年2月1日)，定价￥40.00《电力拖动自动控制系统:运动控制系统》阮毅，陈伯时，机械工业出版社; 第4版(2010年1月1日)，定价￥32.00《常用电机控制及调速技术》翟雄翔，北京理工大学出版社; 第1版(2012年10月1日)，定价￥34.00《交直流调速系统与MA TLAB仿真》周渊深，中国电力出版社; 第1版(2007年12月1日)，定价￥36.00。
《现代电力电子技术》林渭勋_1
112电力电子器件的分类电力电子器件控制功能可控型开关状态可控性半控型全控型控制信号性质电流控制型电压控制型不控型导电机理pn结型势垒型反向恢复速度普通型快速及超快速型反向电流衰减速度硬恢复型软恢复型载流子类型单极型双极型复合型芯片材料硅多晶硅和单晶硅碳化硅金刚石等集成度分立型功率模块集成电路功率二极管因无控制极属于不控型器件晶闸管是典型的半控型器件凡能用控制信号促使器件导通和关断的器件称为全控型器件也称自关断器件
1.2 功率二极管 1.2.1 结型功率二极管的开关过程分析 1.2.2 开关环境对二极管开关性能的影响 1.2.3 二极管的功率损耗 1.2.4 快速功率二极管 1.2.5 肖特基势垒二极管
1.2.1 结型功率二极管的开关过程分析
图1-1 结型功率二极管的开关过程
1.2.2 开关环境对二极管开关性能的影响
1.1.2 电力电子器件的分类
电力电子器件控制功能可控型开关状态可控性半 控型全控型控制信号性质电流控制型电压控制型 不控型导电机理PN结型势垒型反向恢复速度普 通型快速及超快速型反向电流衰减速度硬恢复型 软恢复型载流子类型单极型双极型复合型芯片材 料硅(多晶硅和单晶硅)碳化硅、金刚石等集成度 ( ) 分立型功率模块集成电路功率二极管因无控制极， 属于不控型器件，晶闸管是典型的半控型器件， 凡能用控制信号促使器件导通和关断的器件称为 全控型器件，也称自关断器件。
所有电力电子器件在其装置中的实际效能取决于 两方面：一是电力电子器件的设计和制作(参数 设计、结构安排、材料性能、工艺水平和散热能 力等)；二是器件所在电路的运行条件(电路结构、 负载性质、控制信号、开关频率、环境温度和冷 却条件等)。前一个因素属于器件的设计制作， ) 后一个因素则与器件的选择和使用有关。
图1-2 电路环境对二极管开关性能的影响
1.2 功率二极管 1.2.1 结型功率二极管的开关过程分析 1.2.2 开关环境对二极管开关性能的影响 1.2.3 二极管的功率损耗 1.2.4 快速功率二极管 1.2.5 肖特基势垒二极管
1.2.1 结型功率二极管的开关过程分析
图1-1 结型功率二极管的开关过程
1.2.2 开关环境对二极管开关性能的影响
1.1.2 电力电子器件的分类
电力电子器件控制功能可控型开关状态可控性半 控型全控型控制信号性质电流控制型电压控制型 不控型导电机理PN结型势垒型反向恢复速度普 通型快速及超快速型反向电流衰减速度硬恢复型 软恢复型载流子类型单极型双极型复合型芯片材 料硅(多晶硅和单晶硅)碳化硅、金刚石等集成度 ( ) 分立型功率模块集成电路功率二极管因无控制极， 属于不控型器件，晶闸管是典型的半控型器件， 凡能用控制信号促使器件导通和关断的器件称为 全控型器件，也称自关断器件。
所有电力电子器件在其装置中的实际效能取决于 两方面：一是电力电子器件的设计和制作(参数 设计、结构安排、材料性能、工艺水平和散热能 力等)；二是器件所在电路的运行条件(电路结构、 负载性质、控制信号、开关频率、环境温度和冷 却条件等)。前一个因素属于器件的设计制作， ) 后一个因素则与器件的选择和使用有关。
图1-2 电路环境对二极管开关性能的影响
《现代电力电子技术》林渭勋_23
6.2.2 分立式缓冲型软PWM电路
图6-2 ZVS-PWM-Boost电路 a)主电路结构 b)～f)电量波形 g)时区编号
6.2.2 分立式缓冲型软PWM电路
图6-3 图6-2各时区的等效电路
6.2 缓冲型PWM软开关电路 6.2.1 缓冲型PWM软开关电路的分类 6.2.2 分立式缓冲型软PWM电路 6.2.3 单相式缓冲型软PWM电路
*6.2.4
集中式缓冲型软PWM电路
6.2.1 缓冲型PWM软开关电路的分类
图6-1 换流电路与缓冲电路的比较 a)带有源换流电路的SCR Buck电路 b)带有源缓冲电路的IGBT Buck电路
第6章 PWM软开关电路 6.1 概述 6.2 缓冲型PWM软开关电路 6.3 控制型PWM软开关电路 6.4 直流谐振型PWM软开关电路
6.1 概述 6.1.1 高频化与PWM技术 6.1.2 高频工况下电路开关环境的比较 6.1.3 软PWM开关电路的分类 6.1.4 PWM软开关电路存在的问题
6.1.1 高频化与PWM技术
1)研制开关速度更高，开关时间更短的功率器件，用降低单脉冲能 耗来抑制高频工况下开关损耗的上升。 2)改善器件所在电路的开关环境，借以用现有的器件来实现高频工 况下的低开关损耗。
6.1.2 高频工况下电路开关环境的比较
1)高速开关所产生的电流和电压过冲将有可能使器件运行轨迹超越 其SOA而危及器件安全。 2)器件开关损耗增加并使电路效率下降 3)过高的电压和电流变化率将产生严重的电磁干扰(EMI)。
6.1.4 PWM软开关电路存在的问题
1.可靠性 为实现软开关，目前的普遍做法是在电路中附加无源或有源电路，而 这些电路无论从结构和原理都与SCR电路中的辅助换流电路十分相似 (原因详后)，这自然增加电路的复杂程度，并将全控型电路无换流电路 的优点完全断丧，从而降低系统的可靠性。 2.效率和EMI问题 对软开关电路的效率和EMI水平进行比较实验研究的结果表明，软开 关电路的实际效率和EMI水平与期望值差别较大，原因是主电路器件 由于软开关所减少的开关损耗中，一部分被附加电路产生的各种损耗 所抵消；与此相仿，尽管主电路器件的电压和电流变化率都明显下降， 与之对应的EMI也相应减低，但由于附加电路的谐振频率远高于PWM 的载波频率，因此附加电路会产生大量的噪声，这一点在以往工作中 常被忽视。
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5.4 电压型单相桥式PWM整流电路 5.4.1 理想条件下的电路分析 5.4.2 实际条件下的电路分析 5.4.3 输出电压U0的调节 5.4.4 网侧功率因数λ=-1时的电路分析 5.4.5 电路的控制
5.4.1 理想条件下的电路分析
图5-12 单相电压型PWM整流电路 a)全桥式结构主电路 b)等效电路 c)半桥式结构主电路 d)工作模式
第5章 PWM整流电路 5.1 概述 5.2 低压大电流高频整流电路 5.3 电压型单相单管PWM整流电路 5.4 电压型单相桥式PWM整流电路 5.5 电压型三相桥式PWM整流电路
5.3 电压型单相单管PWM整流电路
5.3.1 含Boost APFC的PWM整流电路 5.3.2 含Flyback APFC的PWM整流电路
5.4.1 理想条件下的电路分析
图5-13 单相PWM整流电路入端电量矢量图
5.4.2 实际条件下的电路分析
1.电路的工作模式
图5-14 不同工作模式下的等效电路(λ=1) a)、b)工作模式Ⅰ c)、e)工作模式Ⅱ d)、f)工作模式Ⅲ
5.4.2 实际条件下的电路分析
2. λ=1时电路工作过程分析
5.3 电压型单相单管PWM整流电路
表5-1 IEC 1000-3-2 D类谐波含量标准
1)两级结构：第一级是PFC级，通常采用Boost电路，其任务是实现网 侧电流正弦化，此外对输出电压进行粗调；第二级是直流变换电路(直 接式或间接式)，其任务是对输出电压进行细调，该方案的优点是高性 能(含高λ、高调压精度和高反应速度)，结构相对简单，技术成熟；缺 点是整机效率较低和性价比依然不高，适用于精密仪器电源等场合。 2)单级结构：对电脑电源和电子镇流器等家电而言，效率和性价比都 是至关重要的，为此将两级变换合并为一级成为单级单管电路(Single-s tage）。
5.3.1 含Boost APFC的PWM整流电路
图5-7 含Boost APFC和PWM整流电路 1—电压调节器 2—乘法器 3—电流调节器 4—载波发生器 5—SPWM信号比较器 6—驱动器 7—输出电压快速调节器
5.3.1 含Boost APFC的PWM整流电路
图5-8 图5-7电路的电量波形
5.3.1 含Boost APFC的PWM整流电路
表5-2 APFC专用控制芯片 表5-2 APFC专用控制芯片
5.3.1 含Boost APFC的PWM整流电路
图5-9 250W Power MOSFET Boost APFC M—标量乘法器 REC—整流器 UR—基准电压(7.5V)
5.3.2 含Flyback APFC的PWM整流电路
表5-3 单相SPWM整流电路在=0和λ=1下的工况
5.4.2 实际条件下的电路分析
图5-15 λ=1时电路的电量波形
5.4.2 实际条件下的电路分析
3.输出电流iLeabharlann 的分析1.按DCM模式工作的情况分析
图5-10 含Flyback APFC的PWM整流电路 1—电压调节器 2—标量乘法器 3—振荡器 4—SPWM比较器 5—反相器 6—锁存器 7—驱动器 CT—电流互感器
5.3.2 含Flyback APFC的PWM整流电路
2.按CCM模式工作的情况分析
图5-11 图5-10电路在DCM模式下的电量波形