大工20秋《电力电子技术》复习资料十二
电力电子技术辅导资料十二主 题：第四章直流变换电路（第2节）学习时间：2020年6月15日--6月21日
“不忘初心、牢记使命”主题理论学习：
守初心，就是要牢记全心全意为人民服务的根本宗旨，以坚定的理想信念坚守初心，牢记人民对美好生活的向往就是我们的奋斗目标；以真挚的人民情怀滋养内心，时刻不忘我们党来自人民、根植人民，人民群众的支持和拥护是我们胜利前进的不竭力量源泉；以牢固的公仆意识践行初心，永远铭记人民是共产党的衣食父母，共产党人是人民的勤务员，永远不能脱离群众、轻视群众、漠视群众疾苦。
摘选自《在“不忘初心、牢记使命”主题教育工作会议上的讲话》
内 容：一、本周知识点及重难点分布
表12-1 本周知识点要求掌握程度一览表
序号
学习知识点
要求掌握程度
本周难点
了解
熟悉理解
掌握
1
带隔离的直流—直流变流电路概述
★
☆
2
正激电路
★
3
反激电路
★
4
半桥电路
★
5
全桥电路
★
6
推挽电路
★
二、知识点详解
【知识点1】带隔离的直流—直流变流电路概述
带隔离的直流-直流变流电路：引入隔离变压器，增加交流环节。
图12-1 带隔离的直流-直流变流电路的结构
应用：主要用于开关电源装置
优点：
①输入电源和负载之间实现电气隔离；
②选择变压器的变比，使输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1； ③引入变压器可以设置多个二次绕组，输出不同大小的直流电压；
④采用交流环节后可以使电路工作在高频下，减小变压器和滤波电路的体积和重量，消除噪声。
图12-2 带隔离的直流-直流变流电路的分类
【知识点2】正激电路
（a）拓扑电路图 （b）理想工作波形
图12-3 正激电路的拓扑电路图及理想工作波形
1、工作过程
①S导通，VD1通，VD2断，L 电流增长；
②S关断，VD1断，VD2通，iL通过VD2续流，下降。
2、变压器的磁心复位
①S通后，励磁电流由零开始，随时间线性增长，直到S关断；
②S关断后到下一次再开通的一段时间内，必须设法使励磁电流降回零，否则变压器激磁电感饱和，这一过程称为变压器的磁心复位。
3、技术主要有：辅助磁通绕组复位、LCD箝位复位、RCD箝位复位、有源箝位复位。变压器励磁电流经复位绕组W3和二极管VD3流回输入端。
4、数量关系
磁心复位未完：
磁心复位完成：
输入-输出电压关系：
相当于插入隔离变压器的Buck电路。【知识点3】反激电路
（a）拓扑电路图 （b）理想工作波形
图12-4 反激电路的拓扑电路图及理想工作波形
1、工作过程
①S导通，绕组W1的电流线性增长，变压器储存能量，VD断开；
②S关断，变压器中的磁场能量通过绕组W2和VD向输出端释放 VD导通。
2、数量关系
S关断后两端电压：
①当输出电流连续时，输出电压：
②输出电流断续时，在负载为零的极限情况下，，损坏电路元件。【知识点4】半桥电路
（a）拓扑电路图 （b）理想工作波形
图12-4 半桥电路的拓扑电路图及理想工作波形
1、工作过程
S1导通时，VD1通；S2导通时，VD2通，L电流都逐渐增大；两个开关都关断，VD1和VD2都通，各分担一半的电流，L的电流逐渐下降
2、数量关系
当电感电流连续时，输出电压：
当电感电流不连续，在负载为零时输出电压： 【知识点5】全桥电路
（a）拓扑电路图 （b）理想工作波形
图12-5 全桥电路的拓扑电路图及理想工作波形
1、工作过程
①S1、S4通，VD1和VD4通，L电流逐渐上升；S2、S3通，VD2和VD3通，L的电流也上升。
②4个开关都关断，4个二极管都通，各分担一半的电感电流，电感L的电流逐渐下降
2、数量关系
当滤波电感电流连续时，输出电压：
如果输出电感电流不连续，在负载为零时，输出电压：【知识点6】推挽电路
（a）拓扑电路图 （b）理想工作波形
图12-6 推挽电路的拓扑电路图及理想工作波形
1、工作过程
S1导通，VD1通，L电流逐渐上升；S2导通，VD2通，L电流也逐渐上升。当两个开关都关断时，VD1和VD2都处于通态，各分担一半的电流。S1和S2断态时承受的峰值电压均为2倍。
2、数量关系
当滤波电感电流连续时，输出电压：
如果输出电感电流不连续，在负载为零时，输出电压：三、重要理论
1、带隔离的直流-直流变流电路：引入隔离变压器，增加交流环节。（知识点1）
2、带隔离的直流-直流变流电路应用：主要用于开关电源装置（知识点1）
3、带隔离的直流-直流变流电路优点（知识点1）
①输入电源和负载之间实现电气隔离；
②选择变压器的变比，使输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1； ③引入变压器可以设置多个二次绕组，输出不同大小的直流电压；
④采用交流环节后可以使电路工作在高频下，减小变压器和滤波电路的体积和重量，消除噪声。
4、各种带隔离的直流-直流变流电路的比较 表12-2 各种带隔离的直流-直流变流电路的比较
电路
优点
缺点
功率范围
应用领域
正激电路
电路较简单，成本低，可靠性高，驱动电路简单
变压器单向励磁，利用率低
几百瓦~几千瓦
各种中小功率电源
反激电路
电路非常简单，成本很低，可靠性高，驱动电路简单
难以达到较大的功率，变压器单向励磁，利用率低
几瓦~几十瓦
计算机设备，消费电子设备等小功率电子设备电源
半桥电路
变压器单双向励磁，没有变压器偏磁问题，开关较少，成本低
有直通问题，可靠性低，需要复杂的隔离驱动电路
几百瓦~几千瓦
各种工业用电源，计算机电源灯
全桥电路
变压器单双向励磁，容易达到大功率
结构复杂，成本高，有直通问题，可靠性低，需要复杂的多组隔离驱动电路
几百瓦~几百千瓦
大功率工业用电源、焊接电源、电解电源等
推挽电路
变压器单双向励磁，变压器一次侧电流回路中只有一个开关，通态损耗较小，驱动简单
有偏磁问题
几百瓦~几千瓦
低输入电压的电源
四、课后习题
习题12.1填空题： 指的是变压器中流过的直流脉动电流。
习题12.2填空题：双端电路包含 电路、 电路和 电路。习题12.1-12.2答案：单端电路；半桥，全桥，推挽
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