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    [求助问答] PWM整流工作模式问题

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    [LV.6]签到达人

    发表于 2018-8-10 23:56:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
    12E币
    【不懂就问】
    下图,单相全桥PWM整流器
    b图和c图都是在同一种开关模式的
    b图好理解,交流电压e>0,i(t)>0,就是单纯的整流器,电容C储能
    但是c图中,交流电压e>0,可是i(t)<0,电流反向了,是不是代表此时就是逆变器的工作模式了?
    IMG_20180810_232806.jpg

    下图是三相PWM整流器的图
    图f,表示在ia>0,ib<0,ic<0的情况下的一种工作模式
    此时A相下桥臂的功率管Va'开通,B相上桥臂的功率管Vb开通,C相上桥臂的续流二极管VDc开通
    但是没看懂电流的流向
    此时ib是从电容C的正极出来经过Vb,回到B相交流侧
    ia从交流侧出来就经过Va',直接回了电容C的负极?
    ic相的难道是通过VDc又汇入了ia中?
    IMG_20180810_233016.jpg

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    1.交流电压为e(t),不代表就为正,是一个正弦电压有正有负 2.如果输出电流不为零(可正可负),桥臂输出电压与开关状态有关,与电流方向无关,电流方向取决于负载,并且仅决定MOSFET(IGBT)和反向二极管哪一个导通 3.假设电容电压稳定(在高的开关频率下完全可以认为是恒定电压),那么电容并不流过电流,所以负载电流即为桥臂输出电流。常见的表示方法为,设定桥臂开关状态Sa,Sb,Sc,负载电流iL,三相电流ia,ib,ic那么: iL = Sa*i ...

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    [LV.5]正式坛友

    发表于 2018-8-10 23:56:08 | 显示全部楼层
    本帖最后由 aicsyou 于 2018-8-13 14:11 编辑

    1.交流电压为e(t),不代表就为正,是一个正弦电压有正有负
    2.如果输出电流不为零(可正可负),桥臂输出电压与开关状态有关,与电流方向无关,电流方向取决于负载,并且仅决定MOSFET(IGBT)和反向二极管哪一个导通
    3.假设电容电压稳定(在高的开关频率下完全可以认为是恒定电压),那么电容并不流过电流,所以负载电流即为桥臂输出电流。常见的表示方法为,设定桥臂开关状态Sa,Sb,Sc,负载电流iL,三相电流ia,ib,ic那么:
    iL = Sa*ia + Sb*ib + Sc*ic
    其中开关状态Sa,Sb,Sc在上桥臂导通取1,下桥臂导通取-1,不导通取0
    同时有ia + ib + ic = 0
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     楼主| 发表于 2018-8-13 15:02:36 | 显示全部楼层
    本帖最后由 shaorc 于 2018-8-13 15:09 编辑
    aicsyou 发表于 2018-8-10 23:56
    1.交流电压为e(t),不代表就为正,是一个正弦电压有正有负
    2.如果输出电流不为零(可正可负),桥臂输出电 ...

    把桥式可控整流/逆变 和 PWM整流/逆变的拓扑拿着一对比,就发现有点奇怪
    下面是  三相电压型桥式逆变电路   和   PWM逆变电路  几乎一模一样
    它们的拓扑结构一模一样,而且都是从MOS管流过进行逆变,从二极管流过进行续流
    只是在功率开关管的控制信号上做文章,这容易理解


    但是再看  三相电压型桥式整流电路   和   PWM整流电路  差别就大了
    本来非PWM的整流图,很容易看懂电流的流向,也是通过功率管来进行整流
    但是在PWM整流,虽然是功率管和二极管的反并联,在整流工作时却是通过二极管来完成,反而功率管变成了类似“续流”管的作用了
    而且直流侧电容还有反向充电的情况,(出现在不到半个交流周期的情况下,出现逆变的工作模式)
    怎么是否用PWM整流的拓扑,就有这么大的差别呢?

    整流.bmp     PWM整流.jpg    
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    发表于 2018-8-13 16:06:04 | 显示全部楼层
    这里你有一个误解,在PWM整流中稳定输出直流电压设定值要高于经由二极管全桥整流所得电压,否则电压不可控。所以并不是经由二级管整流,二极管的存在是续流。如果不理解为什么输出直流电压要高于全桥整流电压可以参考boost变换器,原理差不多。
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     楼主| 发表于 2018-8-13 16:47:38 | 显示全部楼层
    aicsyou 发表于 2018-8-13 16:06
    这里你有一个误解,在PWM整流中稳定输出直流电压设定值要高于经由二极管全桥整流所得电压,否则电压不可控 ...

    boost变换器我明白,输入值要先经过电感储能,结合开关管的配合,
    把电感上的电压与输入叠加,使得输出变高
    单boost电路是DC/DC,而图中7-32的拓扑中,从功率管整流后的直流直到电容C之间,并没有电感和功率开关了
    电压怎么会高于经由二极管全桥整流所得电压?
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    发表于 2018-8-13 18:56:15 | 显示全部楼层
    shaorc 发表于 2018-8-13 16:47
    boost变换器我明白,输入值要先经过电感储能,结合开关管的配合,
    把电感上的电压与输入叠加,使得输出变 ...

    只看单相,输入电感,加上桥臂上下两个开关管,加上负载电容,返回经由另两个桥臂和相,即为boost
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     楼主| 发表于 2018-8-13 21:17:58 | 显示全部楼层
    aicsyou 发表于 2018-8-13 18:56
    只看单相,输入电感,加上桥臂上下两个开关管,加上负载电容,返回经由另两个桥臂和相,即为boost ...


    只看单相,输入电感,加上桥臂上下两个开关管,加上负载电容,返回经由另两个桥臂和相,即为boost

    在下图b)中,典型的电压型PWM整流器
    输入电感就是Ls了,但是电流 is 一开始不会经过开关管V1,而是经过二极管VD1,再到电容,再到VD4回到电源负极
    所以我看不懂的在这里,这和boost电路的拓扑不一样(图右),而且boost电路是DC/DC的
    这几点还需要再解释一下,谢谢
    无标题.jpg       100U35c1-1.jpg

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    发表于 2018-8-13 22:21:21 | 显示全部楼层
    说它是boost并不是说完全相同,而是说在升压上原理相同,因为储能电感的存在可以提高输出电压。至于是交流还是直流并不重要,这个拓扑就决定了可以升压,boost电流反过来就变成了buck,但是电压关系还是那样,一侧高于另一侧
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     楼主| 发表于 2018-8-14 11:08:31 | 显示全部楼层
    本帖最后由 shaorc 于 2018-8-14 11:10 编辑
    aicsyou 发表于 2018-8-13 22:21
    说它是boost并不是说完全相同,而是说在升压上原理相同,因为储能电感的存在可以提高输出电压。至于是交流 ...

    你的意思是说,
    在单相图,图b)中
    输入电压us经过电感Ls,经过VD1,到电容,再通过VD4回到电源
    这个过程就已经完成了升压,类似boost?

    然后电容电压从正极出来,经过V1到Ls,再经过电源us,再经过V4,回到电源负极
    这个过程就是降压过程?

    同时,昨天你说过,二极管的存在作用还是续流,但是在我第一段升压的分析中,二极管不都是在整流吗?
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    发表于 2018-8-14 13:54:13 | 显示全部楼层
    shaorc 发表于 2018-8-14 11:08
    你的意思是说,
    在单相图,图b)中
    输入电压us经过电感Ls,经过VD1,到电容,再通过VD4回到电源

    就是这个电压关系,无所谓升压还是降压,功率流向更重要。逆变器也是这个电压关系,功率流向相反。

    其实那里有个二极管不代表电流一定会经由二极管流过,这里只是单纯将MOSFET+DIODE看作开关器件,与电流方向无关,它允许导通时电流流过。在一系列同步DC/DC变换器中都是使用MOSFET来替代二极管,而MOSFET的体二极管一般开关特性都不好,所以也会有反向并联二极管来提高性能。

    不是电流流过二极管就叫整流,整流是指交流变直流

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