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1、整流電路

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2、直流斬波電路

降壓斬波電路（Buck Chopper）。該電路使用一個全控型器件IGET，也可使用其他器件，若采用晶閘管，需設置使晶閘管關斷的輔助電路。斬波電路的典型用途之一是拖動直流電動機，也可帶蓄電池負載，兩種情況下負載中均會岀現(xiàn)反電動勢Em。 升壓斬波電路（Boost Chopper）。升壓斬波電路之所以能使輸出電壓高于電源電壓，關鍵有兩個原因：一是L儲能之后具有使電壓泵升的作用，二是電容c可將輸出電壓保持住。在以上分析中，認為V處于通態(tài)期間因電容C的作用使得輸出電壓不變，但實際上C值不可能為無窮大，在此階段其向負載放電，輸出電壓必然會有所下降，不過在電容C值足夠大時，誤差很小基本可以忽略。典型用途：1、直流電機傳動，在直流電機再生制動時把電能回饋給電機；2、單相功率因數(shù)校正PFC power factor correction。

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利用降壓斬波電路和升壓斬波電路的組合，即可構成復合斬波電路。此外，對相同結構的基本斬波電路進行組合，可構成多相多重斬波電路，可使斬波電路的整體性能得到提高。當斬波電路用于拖動直流電動機時，常要使電動機既可電動運行，又能再生制動，將能量回饋電源。從電動狀態(tài)到再生制動的切換可通過改變電路聯(lián)結方式來實現(xiàn)，但在要求快速響應時，就需通過對電路本身的控制來實現(xiàn)。降壓斬波電路在拖動直流電動機時，電動機工作于第1象限。而升壓斬波電路中，電動機則工作于第2象限。兩種情況下，電動機的電樞電流的方向不同，但均只能單方向流動。這里介紹的電流可逆斬波電路是將降壓斬波電路與升壓斬波電路組合在一起，在拖動直流電動機時，電動機的電樞電流可正可負，但電壓只能是一種極性，故其可工作于第1象限和第2象限。

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3、交流控制電路

把兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，通過對晶閘管的控制就可以控制交流電力。這種電路不改變交流電的頻率，稱為交流電力控制電路。在每半個周波內(nèi)通過對晶閘管開通相位的控制，可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值，這種電路稱為交流調(diào)壓電路。交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制（如調(diào)光臺燈和舞臺燈光控制）及異步電動機的軟起動，也用于異步電動機調(diào)速。在供用電系統(tǒng)中，這種電路還常用于對無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。此外，在高電壓小電流或低電壓大電流直流電源中，也常采用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。如采用晶閘管相控整流電路，高電壓小電流可控直流電源就需要很多晶閘管串聯(lián)；同樣，低電壓大電流直流電源需要很多晶閘管并聯(lián)。這都是十分不合理的。采用交流調(diào)壓電路在變壓器一次側調(diào)壓，其電壓電流值都不太大也不太小，在變壓器二次側只要用二極管整流就可以了。這樣的電路體積小、成本低、易于設計制造。交流調(diào)壓電路可分為單相交流調(diào)壓電路和三相交流調(diào)壓電路，前者是后者的基礎。此外，對采用全控型器件的斬控式交流調(diào)壓電路。交流調(diào)功電路。交流調(diào)功電路和交流調(diào)壓電路的電路形式完全相同，只是控制方式不同。交流調(diào)功電路不是在每個交流電源周期都對輸出電壓波形進行控制，而是將負載與交流電源接通幾個整周波，再斷開幾個整周波，通過改變接通周波數(shù)與斷開周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負載所消耗的平均功率。這種電路常用于電爐的溫度控制，因其直接調(diào)節(jié)對象是電路的平均輸出功率，所以被稱為交流調(diào)功電路。像電爐溫度這樣的控制對象，其時間常數(shù)往往很大，沒有必要對交流電源的每個周期進行頻繁的控制，只要以周波數(shù)為單位進行控制就足夠了。通常控制晶閘管導通的時刻都是在電源電壓過零的時刻，這樣，在交流電源接通期間，負載電壓電流都是正弦波，不對電網(wǎng)電壓電流造成通常意義的諧波污染。如果并不著意調(diào)節(jié)輸出平均功率，而只是根據(jù)需要接通或斷開電路，則稱串入電路中的晶閘管為交流電力電子開關。如TSC。把晶閘管反并聯(lián)后串人交流電路中，代替電路中的機械開關，起接通和斷開電路的作用，這就是交流電力電子開關。和機械開關相比，這種開關響應速度快，沒有觸點，壽命長，可以頻繁控制通斷。交流調(diào)功電路也是控制電路的接通和斷開，而交流電力電子開關并不去控制電路的平均輸出功率，通常也沒有明確的控制周期，而只是根據(jù)需要控制電路的接通和斷開。另外，交流電力電子開關的控制頻度通常比交流調(diào)功電路低得多。在公用電網(wǎng)中，交流電力電容器的投入與切斷是控制無功功率的重要手段。通過對無功功率的控制，可以提高功率因數(shù)，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，改善供電質(zhì)量。和用機械開關投切電容器的方式相比，晶閘管投切電容器(Thyristor Switched Capacitoi-TSC)是一種性能優(yōu)良的無功補償方式。采用晶閘管的交交變頻電路，這種電路也稱為周波變流器(Cycloconvertor)。交交變頻電路是把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調(diào)頻率的交流電的變流電路。因為沒有中間直流環(huán)節(jié)，因此屬于直接變頻電路。交交變頻電路廣泛用于大功率交流電動機調(diào)速傳動系統(tǒng)，實際使用的主要是三相輸出交交變頻電路。單相輸出交交變頻電路是三相輸出交交變頻電路的基礎。

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4、無源逆變電路

與整流相對應，把直流電變成交流電稱為逆變。當交流側接在電網(wǎng)上，即交流側接有電源時，稱為有源逆變；當交流側直接和負載連接時，稱為無源逆變。逆變電路一般多指無源逆變電路。逆變電路的應用非常廣泛。在已有的各種電源中，蓄電池、干電池、太陽能電池等都是直流電源，當需要這些電源向交流負載供電時，就需要逆變電路。另外，交流電機調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應加熱電源等電力電子裝置使用非常廣泛，其電路的核心部分都是逆變電路。逆變電路可以從不同的角度進行分類。如可以按換流方式分，按輸出的相數(shù)分，也可按直流電源的性質(zhì)分。若按直流電源的性質(zhì)分，可分為電壓型和電流型兩大類。變流電路在工作過程中不斷發(fā)生電流從一個支路向另一個支路的轉移，這就是換流。換流方式在逆變電路中占有突出的地位。電流從一個支路向另一個支路轉移的過程稱為換流，換流也常被稱為換相。在換流過程中，有的支路要從通態(tài)轉移到斷態(tài)，有的支路要從斷態(tài)轉移到通態(tài)。從斷態(tài)向通態(tài)轉移時，無論支路是由全控型還是半控型電力電子器件組成，只要給門極適當?shù)尿寗有盘?#xff0c;就可以使其開通。但從通態(tài)向斷態(tài)轉移的情況就不同。全控型器件可以通過對門極的控制使其關斷，而對于半控型器件的晶閘管來說，就不能通過對門極的控制使其關斷，必須利用外部條件或采取其他措施才能使其關斷。一般來說，要在晶閘管電流過零后再施加一定時間的反向電壓，才能使其關斷。因為使器件關斷，主要是使晶閘管關斷要比使其開通復雜得多，因此，研究換流方式主要是研究如何使器件關斷。應該指出，換流并不是只在逆變電路中才有的概念，在前面各章的電路中都涉及到換流問題。但在逆變電路中，換流及換流方式問題反映得最為全面和集中。一般來說，換流方式可分為以下幾種：1. 器件換流利用全控型器件的自關斷能力進行換流稱為器件換流(Device Commutation)。在采用IGRT、電力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的電路中，其換流方式即為器件換流。2. 電網(wǎng)換流由電網(wǎng)提供換流電壓稱為電網(wǎng)換流(Line Commutation)。對于可控整流電路，無論其工作在整流狀態(tài)還是有源逆變狀態(tài)，都是借助于電網(wǎng)電壓實現(xiàn)換流的，都屬于電網(wǎng)換流。三相交流調(diào)壓電路和采用相控方式的交交變頻電路中的換流方式也都是電網(wǎng)換流。在換流時，只要把負的電網(wǎng)電壓施加在欲關斷的晶閘管上即可使其關斷。這種換流方式不需要器件具有門極可關斷能力，也不需要為換流附加任何元件，但是不適用于沒有交流電網(wǎng)的無源逆變電路。3. 負載換流由負載提供換流電壓稱為負載換流(Load Commutation)。凡是負載電流的相位超前于負載電壓的場合，都可以實現(xiàn)負載換流。當負載為電容性負載時，即可實現(xiàn)負載換流。另外，當負載為同步電動機時，由于可以控制勵磁電流使負載呈現(xiàn)為容性，因而也可以實現(xiàn)負載換流。

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5、PWM

PWM (Pulse Width Modulation)控制就是對脈沖的寬度進行調(diào)制的技術。即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形(含形狀和幅值)。直流斬波電路實際上采用的就是PWM技術。這種電路把直流電壓“斬”成一系列脈沖，改變脈沖的占空比來獲得所需的輸出電壓。改變脈沖的占空比就是對脈沖寬度進行調(diào)制，只是因為輸入電壓和所需要的輸出電壓都是直流電壓，因此脈沖既是等幅的，也是等寬的，僅僅是對脈沖的占空比進行控制，這是PWM控制中最為簡單的一種情況。斬控式交流調(diào)壓電路，矩陣式變頻電路。斬控式交流調(diào)壓電路的輸入電壓和輸出電壓都是正弦波交流電壓，且二者頻率相同，只是輸出電壓的幅值要根據(jù)需要來調(diào)節(jié)。因此，斬控后得到的PWM脈沖的幅值是按正弦波規(guī)律變化的，而各脈沖的寬度是相等的，脈沖的占空比根據(jù)所需要的輸出輸人電壓比來調(diào)節(jié)。矩陣式變頻電路的情況更為復雜，其輸人電壓和輸出電壓也都是正弦波交流，但二者頻率不等，且輸出電壓是由不同的輸入線電壓組合面成的，因此PWM脈沖既不等幅，也不等寬。PWM控制技術在逆變電路中的應用最為廣泛，對逆變電路的影響也最為深刻?，F(xiàn)在大量應用的逆變電路中，絕大部分都是PWM型逆變電路。可以說PWM控制技術正是有賴于在逆變電路中的應用，才發(fā)展得比較成熟，才確定了它在電力電子技術中的重要地位。近年來，PWM技術在整流電路中也開始應用，并顯示了突出的優(yōu)越性。

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5、單端及雙端變換器

單端，雙端，意義？

如果磁芯只工作在第一象限，如圖5所示，這樣的變換器稱為單端變換器，如：Buck，Boost，Buck-Boost，Cuk，Sepic，反激Flyback，正激Forward變換器等。

每一個開關周期從激磁到去磁，當開關周期結束時，工作點必須回到起始位置，否則工作點會偏入到右上部分飽和區(qū)域，磁導率急劇下降，磁芯飽和。每個開關周期結束時磁芯工作點必須回到起始點的特性，稱為磁通復位：

△Φ激磁 = △Φ去磁?

? V = N·dΦ/dt

△Φ = △B·Ae

由以上公式得到：V激磁·△T激磁 = V去磁·△T去磁，這就是所謂的伏秒值平衡。工作于連續(xù)模式BUCK變換器：(Vin-Vo)·△Ton = Vo?·△Toff，本質(zhì)上，磁通復位和伏秒值平衡的概念是一致的。

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如果磁芯只工作在第一、三象限，如圖6左圖所示，正向和負向激磁是對稱的，這樣的變換器稱為雙端變換器，如推挽Push-Pull，半橋Half-Bridge，全橋Full-Bridge變換器等。磁芯在正、負二個方向工作，磁通可以自行復位。

有源鉗位反激變換器、有源鉗位正激變換器，磁芯工作在正向、負向激磁不對稱狀態(tài)，如圖6右圖所示。

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6、電力電子+matlab仿真

系統(tǒng)仿真、模型校準、控制調(diào)參、仿真分析、代碼實現(xiàn)、實時仿真

同一個器件多種形式的模型如何選擇，以IGBT器件為例，四種類型，1、electronics精確模型，2、ideal switching理想型開關，3、switching function模塊化，4、平均模型（用占空比控制）

或者直接用實際測量數(shù)據(jù)，通過查找表方式建模。

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參考文獻

1、《電力電子技術》?王兆安

2、小邁步之系統(tǒng)仿真（一）— 電力電子系統(tǒng)仿真與分析 Video - MATLAB & Simulink ?https://ww2.mathworks.cn/videos/electric-system-simulation-1601321600198.html?s_eid=PEP_webinarfromILM

3、

4、輕松入門學電源（3）：從磁性材料、磁芯到電感及變壓器，理解磁滯回線 - 技術解析 - 21IC電源網(wǎng) ?http://power.21ic.com/ldo/technical/201806/63878.html

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的电力电子典型电路的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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