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    電力電子電路常見波形及分析

    電力電子電路的功率輸出級是在大信號條件下工作的電路,由于工作電壓高送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元、傳輸電流大,在電路的設計中經常需要對電路的各部分進行電壓、電流和功率等參數的計算或估算,這種計算或估算甚至要細化到每一個元件。電路參數的計算或估算可使設計者清楚地了解功率輸出級各個部分的詳細情況,這對于整個電路的設計和器件的選擇是非常重要的。計算電路參數的作用可大致歸結為以下幾點:
    (1)電路輸出功率的分析。電力電子電路的作用就是驅動大功率的負載,因此送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,電路輸出的電壓和電流能否滿足負載的功率要求送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,是設計中首先必須考慮的問題。
    (2)功率器件自身功耗的分析:電力電子電路中,功率器件工作在高電壓送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元、大電流的條件下,器件的功耗往往也會比較大送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,故在電路設計中,分析器件自身將承受的電壓送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元、電流和器件可能產生的功耗是合理選擇功率器件和有效使用功率器件的重要前提。
    (3)電路供電電源容量的確定送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元。電力電子電路常常要采用多組電源,分別為控制級送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元、驅動級和功率輸出級電路供電?刂萍夒娐穼儆谛‰娏﹄娮与娐,因此其電源功耗很小。驅動級電路在功率輸出器件處于穩態時送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,電源功耗也很小,但在驅動功率器件動作的瞬間,其電流常會達到幾安數量級,要根據驅動電路的具體參數設計此部分的電源容量。功率輸出級電路的供電方式有兩種,一種是以穩壓電源供電送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,故供電電源的容量應大于輸出功率和功率器件自身功耗的總和送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元;另一種是以電力線路的交流電源直接供電,此時也應根據輸出功率和功率器件自身功耗考慮電力線路的容量和電力變壓器的容量。
    (4)印刷線路板布線形式的重要參考送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元。電力電子電路的功率輸出級采用大信號方式工作送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,其導線上電壓高、電流大,并且在電路狀態發生切換時,流過大信號的導線會產生很大的電磁干擾送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元。因此送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,電力電子電路的印刷線路板布線時,要清楚每條導線的電流、電壓值以及電磁干擾情況,并依據這些數據合理進行布線。合理布線的基本要求是:將電流大的導線設置成較大的寬度,以保證導線的可靠性送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元;使低電壓導線盡量遠離高電壓導線,避免出現“打火”現象送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元;將電磁干擾比較大的導線與易受干擾的小信號電路部分盡量在空間上隔離開送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,并避免大信號導線與小信號導線的平行擺放,以減少強信號部分對弱信號部分的干擾。
    電路中直流電路參數的計算方法和交流穩態條件下電路參數的計算方法在電路分析、模擬電路等課程中已進行了充分的討論送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元。在電力電子電路巾,需重點關注的是功率輸出級電路的參數計算。功率輸出器件面對的往往是一定形式的大信號電壓、電流周期波形,對于這部分電路工作參數的分析需要針對各種形式的大信號周期波形進行計算,這對于電力電子電路是非常重要的送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元。
    實際的電力電子電路所處理的大信號波形往往是一些比較復雜的波形,但是通過近似,通?蓪⑦@些波形歸結為直流、矩形波、正弦波等幾種常見波形。下面主要對這些波形的方程送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元、平均值送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元、均方根值、功率等的計算問題進行討論,其結果對于電力電子電路設計中的輸出功率計算、器件選擇和供電電源容量的確定具有重要的作用。
    常見波形的描述方程
    1 直流
    直流是電路中最簡單的信號,是—個數值恒定的信號送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,其電壓、電流的標稱值同時又是它的最大值和峰值。直流信號的波形如圖1(a)所示。在電路中通常以u(t)、i(t)表示信號的電壓電流,以Um、Im表示電壓、電流的最大值(峰值),則直流電壓、電流的方程為:
    直流和矩形波電壓、電流波形
    2 矩形波
    在電力電子電路中送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,為了提高電路的工作效率,降低功率器件自身的功耗,常常采用開關工作方式送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,其輸出電壓波形即為矩形波。矩形波的電壓波形如圖1(b)所示。圖中,矩形波的周期為T,在周期開始時矩形波的波形為高電平Um送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,且在ton時間內保持這一電平;在該周期內余下的toff時間內電壓跳變為0V送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元。
    矩形被的一個重要參數是占空比D送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,它表示在—個矩形被周期中,高電平所占的時間比例,即
    矩形波的方程由兩個部分組成,即高電平時間ton和低電平時間toff的電壓狀態,表達式為
    3 正弦波
    正弦波是電路中最常見的信號,交流電壓的波形即為正弦波。許多功率負載是交流負載送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,均是以正弦電壓來驅動的。正弦被的電壓波形如圖2(a)所示送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元。正弦波有三個要素,即振幅、頻率和初相角。
    正弦電壓的振幅常以Um表示送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,正弦電流的振幅常以Im表示送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元。
    正弦波的頻率以f表示,但工程上常用角頻率ω來表示正弦波的頻率送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,ω=2πf。
    正弦被的初相角以φ表示。
    正弦電壓的方程為
    正弦電流的方程為
    在工程上,為了計算方便,常將正弦波的初相角ф設為0送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元,此時正弦電壓送彩金38满100提现_无需存款注册秒送18元、正弦電流方程簡化為
    正弦電壓經過二極管的半波整流后的電壓波形如圖2(b)所示。經過半波整流后的正弦電壓方程為
    正弦電壓經過二極管的全被整流后的電壓波形如圖2(c)所示。經過全波整流后的正弦電壓方程為
    正弦波整流后電壓波形
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