第7章软开关技术.ppt

1,第7章 软开关技术,引言 7.1 软开关的基本概念 7.2 软开关电路的分类 7.3 典型的软开关电路 本章小结,2,第7章 软开关技术 引言,变流装置的发展趋势-高频化小型化优点:滤波器、变压器体积和重量减小 L=XL/,C=GC/,m U/(N)问题:开关损耗、电磁干扰增大。解决-软开关技术:降低开关损耗和开关噪声。进一步提高开关频率。,3,7.1.1 硬开关和软开关,硬开关：,开关过程中电压和电流均不为零，出现了重叠-功率损耗电压、电流变化很快，波形有过冲，导致开关噪声。功耗与噪声随着开关频率的提高而增大,4,7.1.1 硬开关和软开关,软开关：,在原电路中增加了小电感、电容等谐振元件，在开关过程前后引入谐振-消除电压、电流的重叠。降低开关损耗和开关噪声。,理想开关过程:0压导通0流关断-开通和关断0损耗0噪声,5,7.1.2 零电压开关和零电流开关,理想开关过程:0压导通0流关断-开通和关断0损耗0噪声 但电路复杂.常用开关过程:0压开关-导通：0损耗0噪声；关断：小损耗小噪声 0压开关常用电路 开关并C；反并D；配合外部L等电路 0压关断:0压导通:降du/dt LC等电路先导通D,6,7.2 软开关电路的分类,根据电压电流特征分-零压和零流电路。根据技术及发展分成-准谐振、零开关PWM和零转换PWM电路。每一种软开关电路都可以用于降压型、升压型等不同电路，可以从基本开关单元导出具体电路。,7,7.3 典型的软开关电路,8,7.3.1 零电压开关准谐振电路,1）电路结构,例降压型斩波器的零电压开关准谐振电路。设L、C很大，可等效为电流源和电压源，忽略电路中的损耗。,图7-7 零电压开关准谐振电路原理图,9,S作0压关断(S通时Cr为0压);iL转Cr2.S断后,iL充电Cr(左正)至UcrUi+eLr VD通续流iL 3.VD通,Cr与Lr谐振,Cr先后反压 导通VDsS为0压待通.VDs续流iLr维持导通 由波形:Cr电压峰值2Ui 准谐振(不完整谐振)电压高,无功损耗较大.,2）工作原理,图7-8零电压开关准谐振电路的理想波形,+-,-+,10,7.3.3 移相全桥0压开关PWM电路,目前应用最广泛的软开关电路之一特点:电路简单。仅增一谐振电感，使四个开关均0压开通。,11,7.3.3 移相全桥0压开关PWM电路,控制方式:纵向差180,横向差=0180 S:14-24-23-13-14.工作过程:(1)原S1,S4通,iLr左至右;C2上正(2)S1作0压关断,C2放电C1充电续流iLr,A点电位降0,负;(3)D2导通续流iLr-S2为0压导通(4)稍后()(5)S4作0压关断 C4充电C3放电续流iLr,B点电位升至Ui,(6)D3导通续流iLr,S3为0压导通 S 1,4 S2,3,+-,+-,+-,+-,12,7.3.4 升压斩波器的零电压转换软开关电路,工作原理：S零压关断,Cr升压到Uo,VD导通续流 S导通前0压转换:(1)辅助S1先硬导通。iLr因Lr上升不快,S1功耗不大 L和Cr(C)充电Lr至iLr iL,VD关断(3)Lr,Cr谐振,至Cr电压降0-,VDs导通0压转换(4)S为0压导通,(5)S1硬关断,由VD1续流,iLr在Uo作用下很快降0,普通升压斩波器S开关时,有UoiL高压大电流变化,开关损耗大加0压转换软开关电路如图 降低损耗提高效率。,+-,已在功率因数校正电路应用,13,作业10X101 简述变流装置高频化优点、问题、解决方法。102 简述理想软开关过程与特点。103 简述常用软开关过程与特点。104 简述实现0压开关基本电路。*105 移相逆变全桥0压软开关电路中 S1断S2通过程简述:S1断Lr恒压/恒流C1充电/放电A点电位上升/下降(C2充电/放电)UA0D2导通/关断S2可0压导通,