开关电源02、开关电源基本拓扑结构.ppt

开关电源基本拓扑 开关电源技术——tqzheng@ 上海地铁一号线车辆辅助电路系统 （90年代初德国制造、当时世界先进水平） 800A/4500 V GTO斩波器将直流1500 V进行斩波降压至直流775V，经800A/2500V GTO逆变器逆变为三相对称的50 Hz交流电。变压器起着隔离与降压作用，向辅助用电设备提供380V/220 V三相四线交流电源。 电流断续时(DCM)的工作原理(operating principle) 及基本关系 (3.9) (3.10) (3.11) (3.12) 电感电流临界连续 (3.14) 若用IoG表示临界电流连续的负载电流, (3.16) 设ILfG是临界连续电感电流平均值, then 于是 由于 (3.15) 鞍 山整 流 成套设备有限公司 全数字控制Boost-Buck DC/DC变换器的应用 给220V直流 屏 中 的直流母线供电。输入来自蓄电池两端，由于蓄电池在循环充放电过程中，其端电压的波动范围在0.8一1.2E (E=220V为蓄电池额定电压)，影响母线所挂设施的正常运行。详情参考《电力电子技术》2001年第2期。 电动客车直流电机驱动双向升降压变换器的研究． 哈尔滨工业大学 超级电容器供电的工作电压变化很大(约50％)，不利于保证车辆动力性能和行驶速度的稳定。 牵引模式下，开关管S2始终阻断，仅由开关管S1进行牵引控制 制动过程中，开关管S1始终阻断，仅由开关管S2进行制动控制 超级电容器是20世纪70年代未出现的一种新产品，它的研制成功是储能设备(蓄电池)的一次革命， 它的充放电效率高达98％。 超级电容器电容量由微法拉级提高到法拉级，出现了l00000～120000F的超级电容器，从此超级电容器开始进入电池应用市场，出现了超级电容器电动车的新概念，它以其优异的性能，改变了人们的传统认识，建立了全新的交通运输电动车的设计思想。 哈尔滨工业大学研制成功一款超级电容电动车，一次只需充电15分钟便能连续行驶25公里，最高时速可达52公里，2006年7月鉴定。超级电容器由哈尔滨市人和集团巨容新能源有限公司生产。该车无噪音、零排放、对环境无污染。 * 开关电源基本拓扑结构 开关电源基本拓扑结构 一、串联型——buck converter 降压式(Buck)变换器是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离直流变换器。Buck变换器的主电路由开关管Q，二极管D，输出滤波电感Lf和输出滤波电容Cf构成。 电流连续时的工作模式 (CCM) Mode 1(Q导通） Mode 2 (Q关断） Mode 1(Q导通） Mode 2 (Q关断） Mode 3 (Q关断，负载由电容供电） 电流断续时的工作模式 (DCM) 电流连续时(CCM)的工作原理 Assumptions： 1. 所用电力电子器件理想，即Q和D的导通和关断时间为0，通态电压为0，断态漏电流为0； 2. 在一个开关周期中，输入电压Vin保持不变；输出滤波电容电压，即输出电压虽然有小的纹波，但可认为基本保持不变，其值为Vo； 3. 电感和电容均为无损耗的理想储能元件； 4. 不计线路阻抗。 5. 在[0，Ton]期间，Q导通； 6. 在[Ton，Ts]期间，Q截止。 7. 设开关管开关周期为Ts，则Ts=Ton+Toff, 开关频率fs＝1／Ts。 8. 设占空比为Dy，Dy=Ton／Ts。 9. 改变占空比Dy，即改变了导通时间Ton的长短，这种控制方式称为脉冲宽度调制控制方式(Pulse width modulation，PWM） Mode 1 [0, Ton] (1.1) (1.2) Mode 2 [Ton, Ts] (1.3) (1.4) Fundamental relationship (1.5) From (1.2 ) (1.4) (1.6) (1.7) (1.8) (1.9) Mode 1 (0,Ton) Mode 2 (Ton ,Tdis) Mode 3 (Tdis,Ts) 电流断续时的工作模式 (DCM) 电流断续时(DCM)的工作原理及基本关系 (1.10) (1.11) (1.12) (1.13) 电感电流临界连续 (1.14) (1.15) 若用IoG表示临界电流连续的负载电流, 则 (1.16) 由于 湘潭电机股份有限公司工矿IGBT直流斩波车 电压等级