新能源汽车功率电子基础 第2版第3章 开关过程.ppt

3.2续流与换流—器件换流电路图3.10器件换流原理电路换流电路分析要点（1）同一桥臂开关互锁.（2）同时导通开关只数1,或2,同时截止开关只数4,3,或2.（3）九种模式:（4）三种状态:电源供电,电感续流,电能回馈.3.2续流与换流—器件换流电路状态切换电源供电与电感续流状态切换示意图电感续流与电能回馈状态切换示意图电能回馈与电源供电状态切换示意图图3.10器件换流原理图3.2续流与换流—器件换流电路电流过零器件换流电路电路过零示意图换流电路过零分析要点（1）iL0时,电能回馈.D2/D3导通,即使开关S2/S3有门极触发信号，无电流流经S2/S3.（2）iL=0时,D2/D3截止,开关S2/S3有门极触发信号而导通，电流流经S2/S3,iL0.3.2续流与换流—器件换流电路电流过零器件换流电路电路过零示意图换流电路过零分析要点（1）iL0时,电能回馈.D2/D3导通,即使开关S2/S3有门极触发信号，无电流流经S2/S3.（2）iL=0时,D2/D3截止,开关S2/S3有门极触发信号而导通，电流流经S2/S3,iL0.3.3硬开关的开关过程—硬开关图2.25a全控型开关测试电路图3.14硬开关的电压-电流特性示意曲线汽车功率电子基础—第3章开关过程1.电路分析假设：（1）理想的电路元件；（2）线路阻抗为零；（3）图示电压电流方向。2.电路分析方法:（1）明确元件类型；（2）写出元件特性方程；（3）明确开关状态组合，划分回路；（4）列出KVL、KCL方程。*由开关S开通的零电压开关压降条件代入电路电压方程，利用积分法求解一阶常微分方程，获得电感电流，并推出开关电流。图3.3显示了开关S处于导通状态的电路波形曲线。其中，开通时刻为tson=0.1ms。开关电流和电感电流线性上升。为什么开关电流随电阻R增大而初始电流减小？*由开关S关断的零电流条件代入电路电流方程，利用积分法求解一阶常微分方程，获得电感电流，并推出电感电压和开关端电压。开关关断时刻tsoff的电感电流iL是多少？可由导通状态的电感电流公式计算。进而，由电感特性方程或欧姆定律求解电感的端电压uL。图3.3显示了开关S处于截止状态的电路波形曲线。其中，开通时刻为tsoff=0.2ms。开关切换为零电流状态，电感电流指数下降，而开关端电压会出现与电阻大小相关的尖峰，为什么？R越大，阻感串联电路的时间常数越小，电感电流衰减越快，开关端电压尖峰越明显。开关关断时，若R趋向无穷大，相当于电感开路，电感电流突然被切断流动回路，电感感应电压无穷大，施加在开关两端，会击穿开关，发生开关热击穿而烧毁现象。*1.基于理想元件和规定电压电流方向，分析电路。2.首先，思考电路的分析方法：明确元件类型，写出元件特性方程，列出KVL、KCL方程。3.这儿，新出现电容C的特性方程，它是电容电流正比于电容端电压变化率的一个关系式。*由开关S关断的零电流条件代入电路电流方程，利用积分法求解一阶常微分方程，获得电容端电压，并推出开关电压。图3.5显示了开关S处于截止状态的电路波形曲线。其中，关断时刻为tsoff=0.05s。开关端电压和电容端电压线性上升。为什么开关电压随电阻R增大而初始电压增大？*由开关S开通的零电压条件代入电路电压方程，利用积分法求解一阶常微分方程，获得电容端电压，并推出电容电流和开关电流。开关开通时刻tson的电容电压uC是多少？可由截止状态的电容电压公式计算。进而，由电容特性方程或欧姆定律求解电容电流iC。图3.5显示了开关S处于导通状态的电路波形曲线。其中，截止时刻为tson=0.1s。开关切换为零电压状态，电容电压指数下降，而开关电流会出现与电阻大小相关的尖峰，为什么？R越小，阻容串联电路的时间常数越小，电容电压衰减越快，开关电流尖峰越明显。开关开通时，若R趋向无穷小，相当于电容短路，电容电压突然被短路为0，电容放电电流无穷大，流经开关，会发生开关热击穿而烧毁的现象。*1.首先，介绍RLC开关电路的工作原理。2.其次，建立RLC开关电路的一般形式方程。其中，R和u随着开关的作用而发生变化。3.最后，说明电路的工作条件。*1.基于图3.6的电路参数配置，两种开关条件下的RLC电路行为表现为欠阻尼的典型二阶系统，建议同学们回顾“自动控制理论基础”有关知识。2.因此，开关S1开通、S2关断时刻ts1on的S1电流io1出现