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电力电子装置与系统课本的考试重点内容总结大全
牟延飞
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缓冲电路（关断缓冲电路）：作用：抑制开关器件的di/dt、du/dt，改变开关轨迹，减少开关损耗，使之作在安全工作区内。关断缓冲电路原理：开关管T是BJT，由于二极管Ds的单向导电性，T关断时，Cs立即起作用，Cs两端电压不能突变，使得集电极与发射极两端的电压上升率du/dt被限制，电容越大，du/dt越小，即du/dt= Im/Cs，式中Im为最大负载电流。在有缓冲电容Cs的情况下，BJT关断时其集电极被电容电压牵制，不会出现集电极电压和电流同时达到最大值的情况。/电容Cs上的电场能量，在BJT下一次开通时，通过电阻Rs释放。值得提出的是该缓冲电路减小了，但是BJT和电阻上总损耗并不一定减小：开关器件上关断损耗为Poff=Im.Ucc.tfi.fs/6式中fs为器件的开关频率。/开关器件关断时电容Cs上吸收电能，开通时损耗在电阻上，电阻的功率损耗为PR=Cs.（Ucc）^2.fs/2。设计时可先按总损耗为最小的原则取值，再根据试验情况调整参数。/电阻不仅为电容上的过电压形成泄放回路，还可抑制线路电感和电容振荡。
电力电子器件保护措施：1.过电流保护：措施：为了防止桥臂中两个开关器件直通，通常对两个开关器件的驱动信号进行互锁并设置死区。方法： （1）利用参数状态识别对单个器件进行自适应保护。（2）利用常规的办法进行最终保护，对干晶闸管，可采用快速熔断器保护;对高频开关器件可采用电流检测过流时限制电流，必要时封锁驱动脉冲。2.输出过压保护：采取封锁驱动信号的保护措施;反时延的保护。输出是交流电压时可使用电压互感器（变压器）检测。输出是直流电压则可采用电阻分压或电压霍耳取样。3.输入瞬态电压抑制：在交流线路间放置金属氧化物压敏电MOV，这种器件是一种可变电阻，当瞬态电压出现时，其阻值迅速地下降到最低值，将输人电压限制在安全范围内，让瞬态能量消耗在电阻体内。选择这种器件必须遵守两条原则;一是MOv器件的额定电压应大于电源稳态最大作电压的20%左右;二是应计算或估算电路可能遇到的瞬时冲击能量的大小以确定MOV器件吸收瞬态冲击电流的额定值，然后根据器件制造商提供的产品说明书选择合适的器件.4，输入欠压保护5.过温保护：应该采取封锁驱动信号等保护措施。温度检测可以采用不同温度等级的常开或常闭温度开关。6.器件控制极保护8.自锁式保护电路：Uf是来自电路的电流检测信号或电压检测信号，正常时检测信号低于保护电路设置的给定值U1，比较器A的输出Ulock为低电平，二极管D1反偏不导通：当检测值超过设定值时，比较器A的输出变为高电平，二极管D1正偏导通，由于二极管的钳位作用，无论检测信号是否再变化，比较器A输出Ulock信号均保持高电平，用它作为脉冲封锁信号，引人脉冲分配电路中，如果被检测信号为欠压值号，该电路只需将极管D1反接，这时Ulock信号由正常时的高电平变为低电平，将此低电平作为脉冲封锁信号。
自激型单端反激开关电源：（峰值电流控制，临界工作状态）输人电压Ui经启动电阻Rst给开关管T提供一个起始基极电流ib，T开始导通，集电极电流i1流过初级绕组N1，产生电势U1，正反馈绕组Nf产生的感应电势Uf经过Rzcd，Czcd加至T的基极，使基极电流ib增加，i1进一步增加，T很快饱和。T饱和，i1则随时间线性上升，由于Czcd的存在，ib随时间下降，在时刻t1，有i1（t1）=βib（t1），T则从饱和区进入放大区，i1受ib的控制，i1减小，则Nf产生的电势Uf导致ib，i1（ic）进一步减小，使T很快截止。在反激期间，Uf为负，通过Rzcd、Czcd给开关管基极提供反偏电流，当反激结束（输出绕组电流为零）时，基极反偏电流亦为零，开关管又开始导通，周而复始，自激振荡。
他激型单端反激开关电源：（固定频率电流模式控制）（1）振荡器：振荡器产生振荡频率：f=1.8/RT.CT。（2）误差放大器和电流取样比较器：误差放大器的同相输入端由内部置于2.5V，反相输入端2脚接采样电压，输出端管脚1和管脚2之间接补偿网络，误差放大器的输出经两个二极管电位（约1.4V）偏移后，再经电阻1/3分压，加至电流比较器的反相输入端，电流取样至电流比较器的同相输入端（管脚3）。在每一个振荡周期开始产生驱动脉冲，当峰值电感电流达到误差放大器输出端建立的门限电平时，驱动脉冲便关闭，这样逐周控制峰值电感电流，确保在任一振荡周期内，仅有一个单脉冲出现在输出端。当误差放大器的输出电压低于1.4V时，UC3842的输出端（6脚）无驱动脉冲。峰值电感电流：Ipk=Upin1-1.4/3R。最大峰值开关电流：Ipk（max）=1.0/Rs。尖峰冲：开关变压器匝间电容和输出整流二极管反向恢复时间造成。设RC滤波器，τ=宽度，1us。（3）输出：单图腾柱输出级是专门设计用来直接驱动功率 MOSFET，能提供高达±1.0A的峰值电流，典型的上升、下降时间为50ns。
开关电源功率因数为1的高频整流器：（DCM）峰值电流控制模式下的单相APFC：当电感电流值为iL值为0时，RS触发器的S为0，触发器输出Q为低，U7为高，T导通，整流后的直流电压使iL和iT同时上升并且相等，当iT反馈U4等于乘法器输出电压Um时，触发器的R为0，Q为高，U7为低，开关管截止，iT=0，电感电流iL下降、直到iL为0，T再次导通，如此周而复始。 实际iL为0以后，有一个小的延时，开关管T才再次导通。电感电流iL的电流波形由幅值正比于输人电压瞬时波形的三角波组成，整流电路中通过电容滤除电感电流中的高频成分，使输入电流is为正弦波。峰值电流控制使得输入电流is基本为正弦波，并且和输入电压同相，因此，功率因数可近似为1。系统稳压原理如下：如果电网电压降低或负载加大，引起输出电压降低;调节器输出端U2会增大，导致Um幅值增大，使每个开关周期的占空比增大，输出电压回升，直到电压恢复到设定值。连续电流模式功率因数校正器（CCM，电流控制模式）。
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