1、主電路的拓撲結構與控制方式,基本構成： 四類基本電路 AC/DC整流 DC/DC斬波 DC/AC逆變 AC/AC周波變換，交流調壓或調功控制,DC/DC： 基本直流變換電路： 1）Buck（降壓）： Vo DVd,這里D ton / Ts,2）Boost（升壓）：Vo Vd /(1 D),3）BuckBoost:,4）Cuk：,Vo D,Vd 1 D,Vo D,Vd 1 D,5）全橋變換器四象限工作,6）各種 DC-DC 變換器的比較,功率傳輸 Buck, Boost, Buck-Boost, Ck 變換器中功率的傳遞方向只能為單向傳輸 全橋變換器功率輸出電壓和電流均正可負，可以雙向傳輸功率

2、器件的利用率,對非隔離的 DC-DC 變換器, 從 提高器件的利用率來考慮應采 用簡單的 Buck 或 Boost 電 路，有利于降低成本和提高效率,帶隔離的變換器 要求輸出與輸入隔離或輸出與輸入電壓之比遠小于或遠大于1,要求有多個輸出：,1） 正激變換器（Buck電路演變而來）,Vo,Vd, D,Vo,Vd N1, N2 D,考慮變壓器磁通復位的實際電路： B B S,B R O H,2） 反激變換器（BuckBoost電路演變而來）,Vo N2 D,Vd N1 1 D,Vo D,Vd 1 D,3） 半橋變換器,4） 全橋變換器,Vo,Vd N1, N2 D,Vo,Vd N1, 2 N2 D

3、,5） 推挽變換器,Vo,Vd N1, 2 N2 D,DC/AC：PWM單相（三相）逆變器，方波逆變器 1） 半橋逆變電路,2） 全橋逆變電路,3） 三相逆變電路,控制方式：,SPWM：,幅值調制比,tri,control,a,m,V, V,頻率調制比,1,f,m,f, fs,m 1,a 時,2 2,a a,基波：Vo1 k (ma )Vd ma /2 2 0.354ma,k(ma ) ma / 2 0.707ma,3 m 0.612m,方波控制：,a,k (m ) ,2 / 0.45 2 2 / 0.9 6 / 0.7797,半橋逆變電路,全橋逆變電路,三相逆變電路,半橋逆變電路,全橋逆變電

4、路,三相逆變電路,在輸入輸出需要隔離，或輸出電壓與輸入電壓相差很大時需要插入 變壓器： 單級逆變器,內高頻環逆變器：采用內高頻環節可以在內高頻環節采用較高的工 作頻率，從而減小變壓器和濾波電感、電容的體積,AC/DC： 1）單相或三相全橋,2）帶PFC的高頻整流電路 功率因數：,1,1,s s1,s1,s s s,S V I,I,V I cos I,PF Pav , cos,s,取決于：位移因數cos1 Is1,s,和諧波含量 I 二極管整流電路： 位移因數cos1 接近1， 但輸入電流中諧波分量很大 Is1,I,較小,晶閘管相控整流： 除輸入電流諧波較大外， 位移因數cos1 cos,加入

5、Boost 電路后，電源 us 不 管處于任何相位，只要開關導 通，交流電源就有電流流過在 電感 Ld 上進行儲能，開關關斷 后電源us 和電感Ld 中儲存的能 量一起通過二極管向濾波電容 充電和負載提供負載電流。只 要控制好開關，可以使電源電 流 is 為正弦且與電源電壓 us 同 相位，基本達到單位功率因數 的水平。,3） PWM整流電路 采用SPWM控制，使交流輸出端 形成一個與us頻率相同的SPWM 波uAB，其相位決定了is的相位， 也決定了該電路的工作象限和應 用情況。,PWM整流電路其交、直流側電壓，網側電流和功率因數均可控， 因此其應用范圍極為廣闊，該技術可用于高功率因數整流器

6、、靜止 無功補償器（SVC）、有源電力濾波器（APF）等領域。,UL,UR a)整流運行,UA,Is U s,b)逆變運行,Us,UR,UA,I,s,U,L,c)無功補償運行,U s,U R,UA,Is,U L,AC/AC：功率控制器，電壓控制器，周波變換器 間接AC/AC變流電路：ACDCAC結構 主要應用： VVVF交流變頻調速器 交流調速傳動系統：交流電動機結構簡單，可靠性高維護成本低； 控制精度高，響應快速。采用變頻調速方式時，無論電機轉速高低， 轉差功率的消耗基本不變，系統效率是各種交流調速方式中最高 的，具有顯著的節能效果，是交流調速傳動應用最多的一種方式。,CVCFUPS,市電正

7、常時，由市電供電，市電經整流器整流為直流，再逆變為50Hz 恒頻恒壓的交流電向負載供電。同時，整流器輸出給蓄電池充電，保證蓄 電池的電量充足。此時負載可得到的高質量的交流電壓，具有穩壓、穩頻 性能，也稱為穩壓穩頻電源。市電異常乃至停電時，蓄電池的直流電經逆 變器變換為恒頻恒壓交流電繼續向負載供電，供電時間取決于蓄電池容量 的大小。,ACDCAC主電路拓撲結構： 根據電路工作象限的要求進行選擇 不具有電能反饋能力，如果 負載為電動機會有電能反饋到 中間電容，使電容電壓升高。 電阻耗能電路，當電容電壓升 到一定值，使Vo導通，將反饋能 量消耗在Ro上 整流和逆變均為PWM控制的電 壓型間接交流變流電路。能量可 雙向流動。輸入輸出電流均為正 弦波，輸入功率因數高，且可實 現電動機四象限運行。,系統控制方式： 逆變電路的方波控制：自身無調壓功能，須借助于直流電壓調整或 移相控制方式進行輸出電壓控制 逆變與直流變換器的PWM控制：目前應用最多的控制方式，其兼具 輸出電壓和頻率控制的功能，控制的靈敏性得到提高，同時在輸出 電壓的頻譜特性也大幅提高 可控整流電路的相位控制方式：技術成熟、價格低廉且可靠性高， 但其網側功率因數低，諧波含量高，對電網污染較大 PWM整流控制：上述相控