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1、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
2、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
3、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Cr 2.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.
4、,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,
5、 (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10X 101 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,