现代电源技术实验讲解

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现代供电技术实验报告

现代供电技术实验报告

一、实验目的本次实验旨在了解现代供电技术的基本原理和操作方法,掌握电力系统的基本运行规律,熟悉各种电力设备的性能和使用方法,提高对电力系统的分析和处理能力。

二、实验内容及方法1. 电力系统基本参数测量(1)测量变压器高压侧和低压侧的电压、电流、功率因数。

(2)测量线路的电阻、电抗、功率损耗。

(3)测量发电机的电压、电流、功率因数、频率。

2. 电力系统故障分析(1)模拟电力系统单相接地故障,分析故障原因及影响。

(2)模拟电力系统三相短路故障,分析故障原因及影响。

3. 电力系统保护装置测试(1)测试继电保护装置的动作特性。

(2)测试自动重合闸装置的动作特性。

4. 电力系统稳定性分析(1)分析电力系统静态稳定性。

(2)分析电力系统暂态稳定性。

三、实验步骤1. 实验准备(1)检查实验设备是否完好,包括变压器、线路、发电机、继电保护装置等。

(2)熟悉实验原理和操作步骤。

2. 实验实施(1)按照实验步骤,依次测量电力系统基本参数。

(2)模拟电力系统故障,观察故障现象,分析故障原因。

(3)测试电力系统保护装置的动作特性。

(4)分析电力系统稳定性。

3. 实验记录(1)详细记录实验数据,包括电压、电流、功率因数、频率、故障现象等。

(2)绘制实验曲线,分析实验结果。

四、实验结果与分析1. 电力系统基本参数测量(1)变压器高压侧电压为10kV,低压侧电压为220V;高压侧电流为100A,低压侧电流为50A;功率因数为0.8。

(2)线路电阻为0.5Ω,电抗为0.2Ω;功率损耗为10kW。

(3)发电机电压为10kV,电流为100A;功率因数为0.8;频率为50Hz。

2. 电力系统故障分析(1)模拟单相接地故障,故障现象为接地相电压降低,非接地相电压升高。

(2)模拟三相短路故障,故障现象为短路点附近电压降低,线路电流增大。

3. 电力系统保护装置测试(1)继电保护装置动作特性良好,能够及时切除故障。

(2)自动重合闸装置动作特性良好,能够实现故障切除后的自动重合。

《现代电源技术》课件

《现代电源技术》课件
应用领域、应用实例
现代电源技术的安全与环保问题
05
1
2
3
当电源系统过载时,电流过大可能导致设备损坏或火灾,因此需要有过载保护措施,如熔断器或过载断路器。
过载保护
短路时电流急剧增大,可能对电源系统造成严重损坏,应采取短路保护措施,如使用熔断器或断路器。
短路保护
为了防止电击事故,电源系统应采取接地保护措施,确保设备外壳接地,并定期检查接地电阻。
接地保护
能效问题
现代电源系统应注重能效问题,采用高效电源和节能技术,减少能源浪费。
电磁辐射
电源系统产生的电磁辐射可能对环境和人体健康造成影响,应采取屏蔽、滤波等措施降低电磁辐射。
废弃物处理
电源系统废弃后可能产生环境污染,应采用环保材料和可回收设计,减少废弃物对环境的影响。
研发高效能、低能耗的电源技术,提高能源利用效率,减少能源浪费。
电源系统的基本组成
02
电源系统的基本结构包括输入电路、主电路、控制电路和输出电路。输入电路负责将外部电源输入到系统中,主电路负责将输入的电能进行转换和传输,控制电路负责调节和控制系统的工作状态,输出电路负责输出符合要求的电能。
电源系统的基本结构还包括散热系统,用于将系统在工作过程中产生的热量散发出去,保证系统的稳定运行。
这些参数对于电源系统的性能评估和优化设计具有重要的意义,通过对这些参数的合理选择和控制,可以实现高性能的电源系统设计。
现代电源技术的主要类型
03
开关电源技术具有较高的能量转换效率,能够减少能源浪费。
高效能
小型化
智能化
由于采用了高频开关,开关电源设备的体积相对较小,便于携带和集成。
开关电源技术可以与微处理器或控制器配合使用,实现电源的智能化管理和控制。

物理实验技术中的电源调节与稳定技巧与方法

物理实验技术中的电源调节与稳定技巧与方法

物理实验技术中的电源调节与稳定技巧与方法在物理实验中,电源的调节与稳定是非常重要的环节。

一旦电源出现不稳定的情况,可能会导致实验结果的误差或者对设备产生损坏。

因此,学习并掌握一些电源调节与稳定的技巧与方法是非常有必要的。

一、电源调节1. 输入电源调节:当实验中使用的电源是交流电时,我们可以通过调节电源输入电压来实现对电源输出的调节。

一般来说,电源背面或电源面板上会有一个调节旋钮,通过旋转电压选择开关,可以选择合适的输出电压。

在调节输入电压时,需要注意不要将电压调节得过高或过低,以免对设备造成损坏。

2. 稳压电源调节:稳压电源是在一定范围内具有稳定输出电压的电源设备。

在实验中,通过调节稳压电源的输出电压,可以实现对电路中元件进行电压调节。

一般来说,稳压电源具有电流限制功能,可以通过调节电流限制旋钮来限制输出电流。

在调节稳压电源时,需要先将电流限制旋钮调到最小值,然后慢慢调节输出电压至所需要的数值。

在调节过程中,需要小心避免输出电流超过所需数值。

3. 开关电源调节:开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源设备,在实验中广泛使用。

在调节开关电源时,可以通过调节电源输出电压旋钮来实现对电压的调节。

此外,开关电源通常具有过流保护功能,可以通过调节过流保护旋钮来限制输出电流。

在调节过程中,需要注意不要将输出电压调节过高或过低,以免对设备产生损坏。

二、电源稳定1. 示波器测量法:使用示波器可以测量电源输出的波形,通过观察波形的稳定性来判断电源是否稳定。

一般来说,正常的电源输出应该是稳定的直流信号,如果波形出现明显的幅度变化或者噪声,说明电源存在问题。

可以通过调节电源的输入电压、负载电流等参数来尽可能地使波形变得平稳。

2. 多次测量法:可以通过多次测量同一电压值来判断电源的稳定性。

如果多次测量结果相差较大,说明电源不够稳定。

此时可以采取更换电源、减小负载电流等方法来改善电源稳定性。

3. 使用稳压器:在实验中,使用稳压器可以有效提高电源的稳定性。

现代电力电子技术硬件实验 (2)

现代电力电子技术硬件实验 (2)

实验一半桥型开关稳压电源的性能研究实验时间:(10月13日)一、实验目的(1)熟悉典型开关电源主电路的结构,元器件和工作原理。

(2)了解 PWM 控制与驱动电路的原理和常用的集成电路。

二、实验所需挂件及附件序号型号备注1HK01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。

2PE-18半桥型开关稳压电源3双踪示波器自备4万用表自备三、原理说明(1)半桥型开关直流稳压电源的电路结构原理和各元器件均已画在PE-18挂箱的面板上,并有相应的输入与输出接口和必要的测试点。

主电路结构拓扑图如图1所示。

图1 主电路结构拓扑图(2)逆变电路采用的电力电子器件为美国IR公司生产的全控型电力MOSFET管,其型号为IRFP450,主要参数为:额定电流16A,额定耐压500V,通态电阻0.4Ω。

两只MOSFET管与两只电容C1、C2组成一个逆变桥,在两路PWM信号的控制下实现了逆变,将直流电压变换为脉宽可调的交流电压,并在桥臂两端输出开关频率约为26KHz、占空比可调的矩形脉冲电压。

然后通过变压器降压、整流、滤波后获得可调的直流电源电压输出。

(3)控制与驱动电路:控制电路以SG3525为核心构成,SG3525为美国Silicon General 公司生产的专用PWM控制集成电路,其内部电路结构及各引脚功能如图2所示,它采用恒频脉宽调制控制方案,其内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。

调节Vref的大小,在A、B两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相互错开180度、占空比可调的矩形波(即PWM信号)。

它适用于各开关电源、斩波器的控制。

图2 SG3525引脚分布图四、预习思考题(1)开关稳压电源的工作原理是什么?有什么优点?答:开关稳压电源的主要构成部分是一个变压器和一个充当“开和关”功能的开关管,变压器和开关管串联于电路中,直流电经过开关管的“开和关”状态在电路上形成脉冲电压,这个脉冲电压在变压器的磁芯上面形成瞬间变化的磁场,然后在同一个磁场里的另一个线圈上就感应出了脉冲电压,这个脉冲电压经过整流和滤波,即输出直流电压。

电源技术基础实验报告

电源技术基础实验报告

一、实验目的1. 理解电源的基本原理和组成;2. 掌握电源电路的测试方法;3. 熟悉电源电路的设计与调试技巧;4. 培养实验操作能力和分析问题能力。

二、实验原理电源是将交流电转换为直流电,为各种电子设备提供稳定电源的装置。

电源的基本组成包括:变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。

1. 变压器:将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需的低电压;2. 整流电路:将交流电压转换为脉动的直流电压;3. 滤波电路:滤除整流后的直流电压中的纹波,使其输出平滑的直流电压;4. 稳压电路:当电网电压或负载变动引起输出电压变化时,自动调节输出电压,使其保持稳定。

三、实验仪器与器材1. 电源变压器:1台;2. 整流桥:1套;3. 滤波电容:1套;4. 稳压管:1套;5. 可调工频电源:1台;6. 双踪示波器:1台;7. 数字万用表:1台;8. 电路板:1块;9. 连接线:若干。

四、实验内容与步骤1. 变压器测试(1)将变压器初级接入220V交流电源,次级接入示波器;(2)观察次级电压波形,记录电压值;(3)调整可调工频电源,观察次级电压变化,记录电压值。

2. 整流电路测试(1)将整流桥接入可调工频电源,输出端接入示波器;(2)观察整流后的直流电压波形,记录电压值;(3)调整可调工频电源,观察整流电压变化,记录电压值。

3. 滤波电路测试(1)将滤波电容接入整流电路输出端,接入示波器;(2)观察滤波后的直流电压波形,记录电压值;(3)调整滤波电容容量,观察滤波效果变化,记录电压值。

4. 稳压电路测试(1)将稳压管接入滤波电路输出端,接入示波器;(2)观察稳压后的直流电压波形,记录电压值;(3)调整可调工频电源,观察稳压效果变化,记录电压值。

5. 电源电路测试(1)将变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路依次接入电路板;(2)观察整个电源电路输出电压,记录电压值;(3)调整可调工频电源,观察输出电压变化,记录电压值。

电力电子技术实验报告

电力电子技术实验报告

电力电子技术实验报告电力电子技术实验报告引言电力电子技术是现代电力系统中不可或缺的一部分。

通过电力电子技术,我们可以实现电能的高效转换、传输和控制,提高能源利用效率,减少能源浪费。

本实验报告旨在介绍电力电子技术的基本原理和实验结果,以及对现代电力系统的应用。

一、整流电路实验整流电路是电力电子技术中最基本的电路之一。

通过整流电路,我们可以将交流电转换为直流电,以满足不同电器设备的电源要求。

在实验中,我们使用了半波和全波整流电路进行测试。

半波整流电路通过单个二极管将交流电信号的负半周去除,只保留正半周。

实验中,我们使用了一个变压器将220V的交流电降压为12V,然后通过一个二极管进行半波整流。

实验结果显示,输出电压为正半周的峰值。

全波整流电路通过两个二极管将交流电信号的负半周转换为正半周,实现了更高的电压转换效率。

实验中,我们使用了一个中心引线变压器将220V的交流电降压为12V,然后通过两个二极管进行全波整流。

实验结果显示,输出电压为正半周的峰值,且相较于半波整流电路,输出电压更加稳定。

二、逆变电路实验逆变电路是电力电子技术中另一个重要的电路。

通过逆变电路,我们可以将直流电转换为交流电,以满足不同电器设备的电源要求。

在实验中,我们使用了单相逆变电路和三相逆变电路进行测试。

单相逆变电路通过一个开关管和一个滤波电感将直流电转换为交流电。

实验中,我们使用了一个12V的直流电源,通过一个开关管和一个滤波电感进行逆变。

实验结果显示,输出电压为交流电信号,频率与输入直流电源的频率相同。

三相逆变电路是现代电力系统中常用的逆变电路。

它通过三个开关管和三个滤波电感将直流电转换为三相交流电。

实验中,我们使用了一个12V的直流电源,通过三个开关管和三个滤波电感进行逆变。

实验结果显示,输出电压为三相交流电信号,频率与输入直流电源的频率相同。

三、PWM调制实验PWM调制是电力电子技术中常用的一种调制方式。

通过改变脉冲宽度的方式,可以实现对输出电压的精确控制。

现代电源实验报告(3篇)

现代电源实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解现代电源的基本组成和原理;2. 掌握现代电源实验的基本操作和步骤;3. 学习使用现代电源实验设备,如示波器、万用表等;4. 分析现代电源的性能指标,如效率、稳定性等;5. 提高对电源技术的认识和应用能力。

二、实验原理现代电源是将交流电转换为直流电,并对其进行稳压、滤波、保护等处理,以满足各种电子设备的供电需求。

其主要组成部分包括:1. 电源变压器:将市电交流电压(如220V)转换为适合整流电路的电压;2. 整流电路:将交流电压转换为脉动的直流电压;3. 滤波电路:滤除整流电路输出的脉动直流电压中的纹波;4. 稳压电路:使输出的直流电压稳定,不受负载变化、温度等因素的影响;5. 保护电路:对电源进行过压、过流、短路等保护。

三、实验设备1. 电源变压器;2. 整流桥;3. 滤波电容;4. 稳压IC(如LM317);5. 可调电阻;6. 万用表;7. 示波器;8. 电路板;9. 连接线。

四、实验步骤1. 设计电路图:根据实验要求,设计现代电源的电路图,包括电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和保护电路等部分。

2. 制作电路板:根据电路图,制作电路板,并焊接相关元件。

3. 连接线路:将电源变压器、整流桥、滤波电容、稳压IC、可调电阻等元件连接到电路板上。

4. 测试电路:使用万用表和示波器测试电路各部分的性能,如输出电压、纹波、效率等。

5. 调试电路:根据测试结果,对电路进行调整,使输出电压稳定、纹波小、效率高。

6. 性能测试:测试电路的稳压系数、效率、保护性能等指标,并与理论值进行比较。

五、实验结果与分析1. 输出电压:通过调节可调电阻,使输出电压稳定在实验要求范围内。

2. 纹波:使用示波器观察输出电压的纹波,要求纹波小于实验要求。

3. 效率:通过测试电路的输入功率和输出功率,计算电路的效率。

4. 稳压系数:测试电路在不同负载下的输出电压变化,计算稳压系数。

5. 保护性能:测试电路在过压、过流、短路等异常情况下的保护性能。

现代电源技术_课程教学内容设计

现代电源技术_课程教学内容设计

引言现代电源技术的发展方向,是从以低频技术为主的传统电源技术,向以高频技术为主的现代收稿日期:2014-06-20作者简介:陈超,男,浙江永康人,讲师,硕士。

丽水学院学报JOURNAL OF LISHUI UNIVERSITY第36卷第5期Vo1.36No.52014年9月Sept.2014“现代电源技术”课程教学内容设计陈超,陈小元(丽水学院工程与设计学院,浙江丽水323000)摘要:为完善自动化专业的电机及其控制技术模块方向课程群,考虑地方产业需求,并侧重于伺服驱动方向的电源技术,设计“现代电源技术”课程的教学内容。

教学内容设计遵从理论教学与实验教学相融合的教学模式,在各章节都详细描述相关变换器或元器件的工作原理及性能特点,具体介绍斩波实验系统、单相逆变实验系统和三相逆变实验系统,透析分析基于这些系统设计的具体电源应用,并设计相关实验。

“现代电源技术”课程教学内容的设计适合地方本科院校电气自动化类专业本科教学,符合CDIO 工程教育模式的应用型人才培养精神。

关键词:现代电源技术;教学内容;伺服驱动;CDIO doi :10.3969/j.issn.2095-3801.2014.05.017中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:2095-3801(2014)05-0088-03A Curriculum Content Design:Modern Power TechnologyCHEN Chao ,CHEN Xiaoyuan,(College of Engineering &Design ,Lishui University ,Lishui 323000,Zhejiang )Abstract :The curriculum content of Modern Power Technology was designed,based on the needs of local industries and with the emphasis placed on servo -drive power source technology for the perfection of the curricula that fall within motor and its control technology module of automation major,following the teaching mode of integrating theoretical teaching and experiments.In each chapter,the working principles and application characteristics of the relevant converters and components are described in detail,the experimental systems,namely,the chopper system,the single-phase inverter system and the three-phase inverter system are specifically introduced,and the specific power applications are analyzed based on the system designs and the related experiments designed.The design satisfies the teaching requirements of Electric Engineering and Automation major at local universities colleges and is in line with the spirit of CDIO engineering education model for applied talents.Key words :Modern Power Technology ;curriculum content ;servo-drive ;CDIO 电源技术方向转变的[1]。

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实验一反激式电流控制开关稳压电源一、实验目的(1)了解单管反激式开关电源的主电路结构、工作原理。

(2)测试工作波形,了解电流控制原理。

序号型号备注1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。

2 DJK09 单相调压与可调负载3 DJK23 单端反激式隔离开关电源4 双踪示波器自备5 万用表自备三、实验线路及原理单管反激式开关电源原理电路如图4-10所示。

图4-10 单管反激式开关电源原理图交流输入经二极管整流后的直流电压U dc经变压器初级绕加到功率三极管Q1之C极,同时经电阻R9、R10加到Q1之b极使Q1开通。

Udc电压加到变压器初级使磁通逐渐上升,初级电流也线性增大,变压器反馈绕组3-4上的感应电势的极性使Q1的b-e之间正向偏置增大,使Q1完全饱和导通,这是一个正反馈自激过程。

Q1饱和导通之后变压器初级承受Udc电压,变压器磁路中的磁通Φ正比于U dc*t中的伏秒积分,t是Q1开通的时间长度。

在变压器磁通达到饱和值之前,Φ是线性增长,Q1中的电流是线性增长。

为了保证Q1中的电流不超过其元件最大值,因此必须将此电流在适当的时候进行切断,这个电流峰值的控制由三极管Q2实现。

当R7中的电流大到一定允许值Q2导通,强迫将Q1之b极变为零电平,使Q1关断,而Q2的通断受三极管Q4的通断来控制;而Q4的通断由三极管Q3和4N35中的三极管的导通情况来决定。

Q3的通断由来自电流C端R反馈采样电阻R 7上的电压来控制。

当R 7上的电流大到一定值,使Q 3的b-e 极正偏加大,使Q 3导通。

本线路对 5V 直流输出电压有自动稳压调节功能,当负载减小5V 输出电压增大时,输出电压的采样电阻分压后加到TL431的R 端的电压增大。

由TL431的作用原理可知其C 端电压会自动下降,结果造成4N35的二极管中电流增大,从而使4N35的三极管的等效内阻减小,结果使Q 4提前导通最终使Q 1提前关断,即负载减小时Q 1的开通/关断占空比减小,这从Q 1-e 极的波形可以明显看到。

当输入交流电压减小,Udc 下降时,Q 1导通后变压器中的磁通上升速率减小,结果Q 1的开断周期延长。

开关频率下降,例如从180V AC 输入时的62KHz 下降到100V AC 输入时的44.8KHz 。

当Q 1中的电流被切断之后,变压器电感贮能释放,磁通下降,变压器副边绕组的感应电势经整流滤波后输出。

这就是一般反激式(Fly back )的原理。

TL431的原理框图如下:的原理图C 3R 5D 1R 8为缓冲电路,减小Q 1关断时Q 1管c-e 极的电压。

四、实验内容(1)电路波形的测试。

(2)输入电压变化时主电路波形的测试。

(3)输出负债电流变化时主电路波形的测试。

(4)开关电源稳压特性的测试。

五、思考题(1) 什么叫反激式开关电源,它与正激式有何区别? (2)什么叫自激式与他激式开关电源?(3)变压器的磁路在制作时为什么必须留有气隙? (4)开关管的选择原则是什么? 六、实验方法 (1)系统接线:①将DJK09的交流调压输出接至DJK23的交流输入端。

②将DJK09上的两个电阻并接成可调负载电阻。

(2)波形观察①接入DJK09单相自藕调压器的220V 交流电源,并开启DJK01控制屏的电源开关。

②调节DJK09的交流输出为180V ,并调节DJK09上的负载电阻,使DJK23上5V 直流输出的电流为2A 。

③用示波器观测电路相应各点的波形。

Q 1的e 极(即电流采样电阻R 7两端)的波形 三极管Q 1的b 级波形变压器反馈绕组3-4端的电压波形 三极管Q 2的b 级波形 三极管Q 3的b 级波形三极管Q3的C级波形开关频率与占空比的测定并记录数据④改变交流输入电压为100V,负载不变,重复步骤③。

⑤令5V直流输出负载电流为0.3A,交流输入为180V,重复步骤③。

(3)开关电源稳压特性的测试①保持负载不变(5V、2A;±12V,0.5A),改变DJK23的交流输入电压,从70V~250V,测定5V和12V直流输出电压的变化及纹波系数。

②保持DJK23交流输入电压不变,改变负载从(5V,0.15A~2.6A;±12V,0.15~0.5A),测定5V和12V直流输出电压的变化及纹波系数。

七、实验报告(1)整理典型情况下的各点波形。

(2)说明电流控制原理。

(3)分析5V直流输出负载变化时输出电压不变的原理?(4)当12V直流输出的负载改变时,输出12V电压能够保持不变吗?为什么?(5)分析交流输入电压改变时,5V直流输出电压保持不变的原理?八、注意事项(1)交流输入电压必须大于60V,小于250V。

(2)用示波器观察电路波形时,必须要注意共地问题。

(3)+5V的最大负载电流为5A,±12V的最大负载电流为1A。

实验二 PS-ZVS-PWM软开关技术实验一、实验目的(1)熟悉移相控制零电压开关PWM(PS-ZVS-PWM)的结构与工作原理。

(2)了解全桥软开关电源移相PWM控制芯片的使用方法和工作原理。

三、实验线路及原理RL图4-31 实验线路图实验线路主要有控制电路、驱动电路、移相控制零电压开关PWM (PS-ZVS-PWM)变换器和稳压反馈电路组成。

1、PS-ZVS-PWM变换器简介PS-ZVS-PWM变换器利用变压器的漏感或原边串联电感和功率管的寄生电容或外接电容来实现零电压开关,它的电路结构及主要波形如图4-32所示。

图4-32 主电路结构和主要波形其中,D 1∽D 4分别是Q 1∽Q 4的内部寄生二极管,C 1∽C 4分别是Q 1∽Q 4的寄生电容或外接电容。

L r 是谐振电感,它包括了变压器的漏感。

每个桥臂的两个功率管(Q 1、Q 3和Q 4、Q 2)成180°互补导通,两个桥臂的导通角相差一个相位,即移相角,通过调节移相角的大小来调节输出电压。

Q 1和Q 3分别超前于Q 4和Q 2一个相位,称Q 1和Q 3组成的桥臂为超前桥臂,Q 4和Q 2组成的桥臂为滞后桥臂。

在一个开关周期中,PS-ZVS-PWM 全桥变换器有12种开关状态。

假设: ①所有元器件均为理想器件; ②C 1=C 3=C lead ,C 2=C 4=C lag ;③L f 》L r /K 2,K 是变压器原副边匝比, L f 为输出电感。

图4-33到图4-39给出了该变换器在不同开关状态下的等效电路。

各开关状态的工作情况描述如下。

(1)开关模态0在t 0时刻,对应于图4-33。

Q 1和Q 4导通。

原边电流由电源正经Q 1、变压器原边绕组、谐振电感L r 以及Q 4,最后回到电源负。

副边电流回路由副边绕组L s1的正端,经整流管DR1、输出滤波电感L f 、输出滤波电容C f 与负载R L ,回到L s1的负端。

(2) 开关模态1[t 0∽t 1],对应于图4-34。

在t 0时刻关断Q 1,原边电流从Q 1中转移到C 3和C 1支路中,C 1充电,C 3放电。

由于C 1的存在,Q 1是零电压关断。

在这个时段里,谐振电感L r 和滤波电感L f 是串联的,而且L f 很大,因此可以认为原边电流i p 近似不变,类似于一个恒流源。

R LdQ1Q2Q3Q4Q1Q4012345678910111213t t t t t t t t t t t t t t i PV AB 0V rectV INI 2V INV /K INI 1QttttR L在t 1时刻,C 3的电压下降到零,Q 3的反并二极管D 3自然导通,从而结束开关模态1。

图4-34 开关模态1(3)开关模态2[t 1∽t 2],对应于图4-35。

D 3导通后,开通Q 3。

虽然这时候Q 3被开通,但并没有电流流过,原边电流由D 3流通。

由于是在D 3导通时开通Q 3,所以Q 3是零电压开通。

Q 3&Q 1驱动信号之间的死区时间t d(lead)>t o1。

在这段时间里,原边电流等于折算到原边的滤波电感电流。

在t 2时刻,原边电流下降到I 2。

图4-35 开关模态2(4)开关模态3[t 2∽t 3],对应于图4-36。

在t 2时刻,关断Q 4,原边电流i p 由C 2和C 4两条路径提供,也就是说,原边电流i p 用来抽走C 2上的电荷,同时又给C 4充电。

由于C 4的存在,Q 4是零电压关断。

此时,V AB =-V C4, V AB 的极性自零变为负,变压器副边绕组电势下正上负,整流二极管DR2导通,副边绕组L s2中开始流过电流。

整流管DR1和DR2同时导通,将变压器副边绕组短接,这样变压器副边绕组电压为零,原边绕组电压也为零,V AB 直接加在谐振电感L r 上。

因此在这段时间里实际上谐振电感和C 2 、C 4在谐振工作。

R LR L图4-36 开关模态3在t 3时刻,当C 4的电压上升到V IN ,D 2自然导通,结束这一开关模态。

(5)开关模态4[t 3∽t 4],对应于图4-37。

在t 3时刻,D 2自然导通,将Q 2的电压箝位在零电位,此时就可以开通Q 2,Q 2是零电压开通。

Q 2&Q 4驱动信号之间的死区时间t d(lag)>t 23,虽然此时Q 2已开通,但Q 2不流过电流,原边电流由D 2流通。

原边谐振电感的储能回馈给输入电源。

由于副边两个整流管同时导通,因此变压器副边绕组电压为零,原边绕组电压也为零,这样电源电压V IN 加在谐振电感两端,原边电流线性下降。

图4-37 开关模态4到t 4时刻,原边电流从I p (t 3)下降到零,二极管D 2和D 3自然关断,Q 2和Q 3中将流过电流。

(6)开关模态5[t 4∽t 5],对应于图4-38。

在t 4时刻,原边电流由正值过零,并且向负方向增加,此时Q 2和Q 3为原边电流提供通路。

由于原边电流仍不足以提供负载电流,负载电流仍由两个整流管提供回路,因此原边绕组电压仍然为零,加在谐振电感两端的电压为电源电压V IN ,原边电流反向增加。

到t 5时刻,原边电流达到折算到原边负载电流-I Lf (t 5)/K 值,该开关模态结束。

此时,整流管DR1关断,DR2流过全部负载电流。

R LR L图4-38 开关模态5(7)开关模态6[t 5∽t 6],对应于图4-39,在这段时间里,电源给负载供电。

在t 6时刻,Q 3关断,变换器开始另一半个周期的工作,其工作情况类似于上述的半个周期。

图4-39 开关模态62、UCC3895简介图4-40 UCC3895引脚排列图Q1Q3TRC1C3R D1D3Q2Q4C2C4D2D4LrDR1DR2L C ffLLs1Ls2V INi PABQ1Q3TRC1C3R D1D3Q2Q4C2C4D2D4LrDR1DR2L C ffLLs1Ls2V INi PAB图4-41 UCC3895内部功能框图UCC3895的各引脚功能(引脚排列见图4-40)ADS :自适应延迟时间设置端。

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