電力電子變流技術(shù) 自動化系陳麗君

Email:yoyoclj@163.com現(xiàn)代電力電子裝置的發(fā)展趨勢小型化、輕量化、對效率和電磁兼容性也有更高的要求。電力電子裝置高頻化濾波器、變壓器體積和重量減小，電力電子裝置小型化、輕量化。開關(guān)損耗增加，電磁干擾增大。軟開關(guān)技術(shù)降低開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲。進(jìn)一步提高開關(guān)頻率。第九章軟開關(guān)技術(shù)福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動化教研室第九章軟開關(guān)技術(shù)硬開關(guān)：電路中的開關(guān)器件，是在電壓和電流均不為零的情況下開通和關(guān)斷。產(chǎn)生較大的開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲。硬開關(guān)的開通過程硬開關(guān)的關(guān)斷過程福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動化教研室軟開關(guān)第九章軟開關(guān)技術(shù)在電路中增加了小電感、電容等諧振元件，在開關(guān)過程前后引入諧振，使得開關(guān)器件在電流(或電壓)變?yōu)榱愕那闆r下開通和關(guān)斷。降低開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲。軟開關(guān)有時(shí)也被成為諧振開關(guān)。軟開關(guān)電路中S關(guān)斷后Lr與Cr間發(fā)生諧振，電路中電壓和電流的波形類似于正弦半波。諧振減緩了開關(guān)過程中電壓、電流的變化，而且使S兩端的電壓在其開通前就降為零。工作原理福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動化教研室第九章軟開關(guān)技術(shù)一、硬開關(guān)的局限性 開關(guān)器件在高電壓下開通和大電流時(shí)關(guān)斷，也就是說電壓和電流的波形交疊，處于強(qiáng)迫開關(guān)過程，通常稱之為硬開關(guān)。熱學(xué)限制二次擊穿限制電磁干擾限制緩沖電路的限制在高頻狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，會受到以下因素的制約：福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動化教研室第九章軟開關(guān)技術(shù)二、軟開關(guān)及其特點(diǎn)軟開關(guān)是在零電流、零電壓條件下開關(guān)，并使開關(guān)損耗在理論上減小為零。零電流開關(guān)——包括零電流關(guān)斷和零電流開通零電流關(guān)斷：開關(guān)關(guān)斷前其電流為零——關(guān)斷時(shí)不會產(chǎn)生損耗和噪聲零電流開通：與開關(guān)串聯(lián)的電感能延緩開關(guān)開通后電流上升的速率，降低了開通損耗。圖9-5零電流開關(guān)原理電路福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動化教研室第九章軟開關(guān)技術(shù)零電壓開關(guān)——包括零電壓關(guān)斷和零電壓開通零電壓關(guān)斷：與開關(guān)并聯(lián)的電容能延緩開關(guān)關(guān)斷后電壓上升的速率，從而降低關(guān)斷損耗。零電壓開通：開關(guān)開通前其兩端電壓為零——開通時(shí)不會產(chǎn)生損耗和噪聲。圖9-5零電壓開關(guān)原理電路福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動化教研室第九章軟開關(guān)技術(shù)三、軟開關(guān)電路的分類根據(jù)軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程可以將軟開關(guān)電路分為準(zhǔn)諧振電路、零開關(guān)電路和零轉(zhuǎn)換電路三大類。1.

準(zhǔn)諧振電路準(zhǔn)諧振電路中電壓或電流波形為正弦半波，因此稱為準(zhǔn)諧振。但是諧振電壓峰值很高，要求器件耐壓必須提高，因此電路只能采用脈沖頻率調(diào)制。(a)零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振電路(b)零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振電路

(c)零電壓開關(guān)多諧振準(zhǔn)諧振電路福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動化教研室第九章軟開關(guān)技術(shù)2.

零開關(guān)PWM電路同準(zhǔn)諧振電路相比，這類電路有很多明顯的優(yōu)點(diǎn)，如電壓和電流基本上是方波，只是上升沿和下降沿較緩，開關(guān)承受的電壓明顯降低，電路可以采用開關(guān)頻率固定的PWM控制方式。(a)零電壓PWM電路 (b)零電流PWM電路這類電路中引入了輔助開關(guān)來控制諧振的開始時(shí)刻，使諧振僅發(fā)生在開關(guān)過程的前后。福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動化教研室第九章軟開關(guān)技術(shù)2.

零轉(zhuǎn)換PWM電路(a)零電壓轉(zhuǎn)換PWM電路 (b)零電流轉(zhuǎn)換PWM電路這類軟開關(guān)電路還是采用輔助開關(guān)控制諧振的開始時(shí)刻。不同的是，諧振電路是與主開關(guān)器件