PWM变换器的工作原理

双PWM变换器工作原理及其优缺点

和适用范围

姓名：刘健 学号：2015282070173

脉宽调制（PWM）技术就是控制半导体开关元件的通断时间比，即通过调节脉冲宽度或周期来实现控制输出电压的一种技术。由于它可以有效地进行写拨抑制，而且动态响应好，在频率、效率诸方面有着明显的优势，因而在电力电子变换器逆变中广泛应用，其技术也日益完善。PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻。现在大量应用的逆变电路中，绝大部分都是PWM逆变电路。可以说PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才发展得比较成熟，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。现对双PWM电路的主电路和控制电路的设计如下：

1基本原理

双PWM 交—直—交电压型变换器的主电路如图1所示：

图1双PWM 交—直—交电压型变换器的主电路

变换器的2 个PWM 变换器的主电路结构完全相同,三相交流电源经PWM整流器整流，再经PWM逆变器逆变为频率和幅值可调的交流电，带动三相电阻负载。整流器和逆变器触发电路的设计是变换器设计的核心。

2 整流电路

从PWM整流器的功能可见，PWM整流器应该是一个其交、直流侧可控的四象限运行的变流器。目前，P

双PWM变换器工作原理及其优缺点

和适用范围

姓名：刘健 学号：2015282070173

脉宽调制（PWM）技术就是控制半导体开关元件的通断时间比，即通过调节脉冲宽度或周期来实现控制输出电压的一种技术。由于它可以有效地进行写拨抑制，而且动态响应好，在频率、效率诸方面有着明显的优势，因而在电力电子变换器逆变中广泛应用，其技术也日益完善。PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻。现在大量应用的逆变电路中，绝大部分都是PWM逆变电路。可以说PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才发展得比较成熟，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。现对双PWM电路的主电路和控制电路的设计如下：

1基本原理

双PWM 交—直—交电压型变换器的主电路如图1所示：

图1双PWM 交—直—交电压型变换器的主电路

变换器的2 个PWM 变换器的主电路结构完全相同,三相交流电源经PWM整流器整流，再经PWM逆变器逆变为频率和幅值可调的交流电，带动三相电阻负载。整流器和逆变器触发电路的设计是变换器设计的核心。

2 整流电路

从PWM整流器的功能可见，PWM整流器应该是一个其交、直流侧可控的四象限运行的变流器。目前，P

双PWM变换器工作原理及其优缺点

和适用范围

姓名：刘健 学号：2015282070173

脉宽调制（PWM）技术就是控制半导体开关元件的通断时间比，即通过调节脉冲宽度或周期来实现控制输出电压的一种技术。由于它可以有效地进行写拨抑制，而且动态响应好，在频率、效率诸方面有着明显的优势，因而在电力电子变换器逆变中广泛应用，其技术也日益完善。PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻。现在大量应用的逆变电路中，绝大部分都是PWM逆变电路。可以说PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才发展得比较成熟，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。现对双PWM电路的主电路和控制电路的设计如下：

1基本原理

双PWM 交—直—交电压型变换器的主电路如图1所示：

图1双PWM 交—直—交电压型变换器的主电路

变换器的2 个PWM 变换器的主电路结构完全相同,三相交流电源经PWM整流器整流，再经PWM逆变器逆变为频率和幅值可调的交流电，带动三相电阻负载。整流器和逆变器触发电路的设计是变换器设计的核心。

2 整流电路

从PWM整流器的功能可见，PWM整流器应该是一个其交、直流侧可控的四象限运行的变流器。目前，P

双PWM变换器工作原理及其优缺点

和适用范围

姓名：刘健 学号：2015282070173

脉宽调制（PWM）技术就是控制半导体开关元件的通断时间比，即通过调节脉冲宽度或周期来实现控制输出电压的一种技术。由于它可以有效地进行写拨抑制，而且动态响应好，在频率、效率诸方面有着明显的优势，因而在电力电子变换器逆变中广泛应用，其技术也日益完善。PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻。现在大量应用的逆变电路中，绝大部分都是PWM逆变电路。可以说PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才发展得比较成熟，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。现对双PWM电路的主电路和控制电路的设计如下：

1基本原理

双PWM 交—直—交电压型变换器的主电路如图1所示：

图1双PWM 交—直—交电压型变换器的主电路

变换器的2 个PWM 变换器的主电路结构完全相同,三相交流电源经PWM整流器整流，再经PWM逆变器逆变为频率和幅值可调的交流电，带动三相电阻负载。整流器和逆变器触发电路的设计是变换器设计的核心。

2 整流电路

从PWM整流器的功能可见，PWM整流器应该是一个其交、直流侧可控的四象限运行的变流器。目前，P

正弦振幅变换器工作原理

正弦振幅变换器采用全桥式变换电路。DC/AC 部分采用全桥电路的转换方式，给变压器做高频交流供电。变压器二次侧也采用全桥方式的同步整流电路，（当然也可以采用半桥式或推挽式的同步整流电路）再将高频交流转变为直流。

控制IC只需产生高频（达4MHz）振荡，并给出两相脉冲输出，工作频率可达2Mhz的占空比各50％的驱动脉冲，但要求有足够的驱动能力。两相输出接到驱动变压器Ｔ2，由T2去驱动主功率变压器两侧的八支MOSFET。其工作状态描述如下：在控制IC的作用下，初级侧的功率 MOSFET Ｑ1，Q4及次极侧同步整流的MOSFET Ｑ21，Ｑ24同时导通，关断。但Ｑ1，Ｑ4导通时，Ｑ2，Ｑ3要关断, Q22, Q23也要关断，反之亦然。两者之间的死区要能根据MOSFET的开关速度进行调节，以便确保工作正常。防止共导。

功率变压器采用的结构方式为：将初级绕组等分为两段。在中间串入谐振电容Ｃres，初级绕组漏感要尽量小，因此需要采用三明治式的夹层结构，将二次绕组放在中间。但为了谐振能正常工作，令其Ｑ值在2-3之间，这样的Q值既可以高效率的传输能量，又可以确保 L C 的谐振。

现在开始分析其工作过程：在某时刻T0时

降压变换器的基本工作原理

在汽车中，有些照咖是由单个LED担任的，如顶灯、地图灯、行李箱照明灼。以及门灯等。一只白光LED的正向压降为3—4V，汽车由蓄电他提供的内部电压，一舱为12—14V，这就出现了输入电压远远超过LED所需要的情况。如果采用线性稳压器通过降压来驱动L四，必然会出现电源功率转换效率过低的问题。为此，必须采用开关型DC仍C降压变换器，宅既为LED提供所需的低压电源、恒定的电流，又能有较高的转换效率。降压变换器(BuCk)又称串联开关稳压器或开关型降压稳压器。下面介绍降压变换器的基本电路拓扑和它的工作原理。 降压变换器的电路形式及工作原理 降压变换器的电路形式如图所示

是开关管，VD是开关二极管，在VT截正期间，为电感电流提供继续流通的通路。由图见，输入和输ABC电子出在电气上是直接相通的，无隔离，属于非隔离型功率变换器。 为分析简便起见，在电路的工作频率较高、电感工和电容Co较大时，输出电压和流过二极管的电流可以视为稳定不变的，艾博希电子分别以定位RO、Jo表尔 当VT导退时，由于假定输入、输出电压是同定的，电感两端电压差RD厂RO也是一个定值，这样，流过电感L的电流将按线性斤升，由初始的

正弦振幅变换器工作原理

正弦振幅变换器采用全桥式变换电路。DC/AC 部分采用全桥电路的转换方式，给变压器做高频交流供电。变压器二次侧也采用全桥方式的同步整流电路，（当然也可以采用半桥式或推挽式的同步整流电路）再将高频交流转变为直流。

控制IC只需产生高频（达4MHz）振荡，并给出两相脉冲输出，工作频率可达2Mhz的占空比各50％的驱动脉冲，但要求有足够的驱动能力。两相输出接到驱动变压器Ｔ2，由T2去驱动主功率变压器两侧的八支MOSFET。其工作状态描述如下：在控制IC的作用下，初级侧的功率 MOSFET Ｑ1，Q4及次极侧同步整流的MOSFET Ｑ21，Ｑ24同时导通，关断。但Ｑ1，Ｑ4导通时，Ｑ2，Ｑ3要关断, Q22, Q23也要关断，反之亦然。两者之间的死区要能根据MOSFET的开关速度进行调节，以便确保工作正常。防止共导。

功率变压器采用的结构方式为：将初级绕组等分为两段。在中间串入谐振电容Ｃres，初级绕组漏感要尽量小，因此需要采用三明治式的夹层结构，将二次绕组放在中间。但为了谐振能正常工作，令其Ｑ值在2-3之间，这样的Q值既可以高效率的传输能量，又可以确保 L C 的谐振。

现在开始分析其工作过程：在某时刻T0时

DC-DC变换器原理 DC/DC Converter Principle

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为直流电源使用呢，对于对电压没有准确要求的微、小型用电设备是可以的，如计算器、玩具等。太阳电池输出电压取

大小与光照强度直接有关，不能直接作为正规电源使用。通过DC-DC变换器可以把太阳电池输出的直流电转换成稳定

是直流——直流变换器，是太阳能光伏发电系统的重要组成部分，下面就其原理作简单介绍。

这样画风景不真实，但是很美

)工作方式，基本原理是通过开关管把直流电斩成方波（脉冲波），通过调节方波的占空比（脉冲宽度与脉冲周期之比）

1左上部是一个斩波基本电路，Ud是输入的直流电压，V是开关管，UR是负载R上的电压，开关管V把输

T，在V导通时输出电压等于Ud，导通时间为ton，在V关断时输出电压等

1下部绿线为连续输出波形，其平均电压如红线所示。改变脉冲宽度即可改变输

UR1）较高；在时间t1 后脉冲变窄，平均电压（UR2）降低。固定方波周期T不变，改变占空比调节输出电

Buck变换器。

图1 DC-DC变换基本原理

2是加有LC滤波的电

第3章 多电平变换器PWM调制策略

对多电平变换器调制策略进行研究是多电平变换器研究的重点内容之一。调制策略的优劣直接影响着多电平变换器的性能。在过去的20多年里，研究者们对各种拓扑结构的多电平变换器调制策略进行了大量的研究工作，提出了一系列行之有效的调制方法。这些调制方法基本上都是传统的两电平变换器脉宽调制技术的扩展和引申，但由于多电平变换器本身所具有的特殊性，其所采用的调制策略也各有特点。

3.1多电平变换器PWM调制策略的分类

多电平变换器的PWM技术种类繁多，若按采用开关频率的不同，多电平变换器调制策略可以分为基波开关频率调制（即在输出基波周期内，开关器件通断一次）和高开关频率调制（即在输出基波周期内，开关器件通断多次）。其中，基波开关频率调制又可分为空间矢量控制（SVC）和有选择的谐波消除技术（SHEPWM）；而高开关频率调制则可分为空间矢量PWM（SVPWM）和多载波SPWM。多载波SPWM一般采用两种技术，即①基于载波垂直分布技术（包括PD、APOD、POD）；②基于载波水平移相技术。多电平变换器PWM调制策略分类示意图如图3-1所示。

多电平变换器PWM调制策略分类按基波开关频率调制分 按高开关频率调制分空间矢量控制

滨江学院

题 目

学年论文

峰值电流控制的单相BOOST PFC变换器工作原理分析院 系 滨江学院 专 业 电气工程与自动化 学生姓名 徐小松 学 号 20072340061 指导教师 毛鹏 职 称 讲师

二Ｏ一一年 二 月 十八 日

峰值电流控制的单相BOOST PFC变换器工作原理分析

徐小松

南京信息工程大学滨江学院电气工程与自动化，南京 210044

摘要：传统的电压型控制是一种单环控制系统，是一种有条件的稳定系统。因而出现了双环控制系统即电流型控制系统。从原理、应用方面系统地论述了单相PFC变换器中电流型控制的发展，阐述了各种控制方法的优缺点。峰值和平均电流型控制是单相PFC中应用最频繁的两种电流控制方法。因而对这两种方法的讨论得出一些结论。 关键词： BOOST变换器 ，功率因数PFC，峰值电流控制，平均电流控制

1 引言

峰值电流模