电力电子技术课件：9_4 多晶体管功率变换器.ppt

电力电子技术是现代电子工程中的一个重要分支，主要研究如何高效地转换、控制和传输电能。在本课件“9_4 多晶体管功率变换器”中，重点讲解了多晶体管，尤其是推挽功率电路的工作原理和特性。推挽功率变换器是一种常见的电力电子变换电路，它通过两个晶体管Q1和Q2交替导通来实现电能的逆变。 推挽功率电路的基本结构由Q1和Q2两个晶体管组成，它们分别连接在变压器的初级侧，通过控制这两个晶体管的导通和截止来改变变压器初级侧的电流方向，从而影响次级侧的电压输出。当Q1导通时，电流从N11流向N12，而Q2截止；反之，Q2导通时，电流则从N12流向N12，Q1截止。这种工作模式使得变压器的磁通可以双向流动，即变压器进行双向磁化。 在纯电阻负载情况下，推挽功率电路的工作波形呈现出对称的上升和下降斜率。而在感性负载下，因为电流不能突变，需要二极管D1和D2进行续流，保证电流连续。当Q1导通时，电流由零线性上升，Q1关断后，电流通过D2续流保持方向不变，直至电流下降至零，然后Q2导通，电流反向增加。同样，当Q2关断时，电流通过D1续流，反向减小，形成完整的循环。 推挽功率电路的一个显著特点是，由于变压器双向磁化，晶体管和二极管承受的电压应力相对较低，通常适用于低电压、大电流的输入场合。然而，这也意味着在设计时需要考虑变压器的磁化问题，可能需要将工作点B设置得略低于普通变压器或者增加适当的气隙来防止饱和。 调节推挽功率电路的输出电压主要通过调整占空比，即Q1和Q2导通时间的比例。在RL负载条件下，输出电压的变化与负载电感值有关，电感越大，波形的阴影部分（即晶体管同时截止的时间）会变得更宽。 此外，课件还提到了其他类型的功率变换器，如半桥电路和全桥电路。半桥电路由两个晶体管构成一个桥臂，配合续流二极管D1和D2，可以适应感性和电阻性负载。在电阻性负载下，由于电容C1和C2的大容量，可以假设电容中点电位为Ui/2，从而实现对负载电压的控制。而全桥电路则提供了更大的灵活性，能够实现更复杂的电源变换需求。 本课件深入浅出地介绍了多晶体管功率变换器，特别是推挽电路的工作原理、特点以及在不同负载条件下的表现，对于理解和应用电力电子技术具有重要价值。通过学习这些内容，读者能够更好地掌握电力电子变换器的设计和控制策略。