电力电子技术：多晶体管功率变换器解析

"该资源是关于电力电子技术的课件，具体聚焦于多晶体管功率变换器，特别是推挽功率电路的讲解。" 在电力电子技术中，推挽功率变换器是一种重要的拓扑结构，主要由两个晶体管Q1和Q2构成。这种电路的工作原理是Q1和Q2交替导通，以控制变压器初级侧的电流流向，从而改变次级侧的电压极性和输出。在纯电阻负载的情况下，推挽电路的工作波形表现为电流线性上升和下降，保持恒定的斜率。 当面对感性负载时，推挽电路表现出特定的工作模态。例如，当Q1导通时，变压器的同名端处于高电平，输出电流从零线性上升；而在Q1关断时，电流通过二极管D2续流，保持输出电流方向不变，输出电流线性下降。随着输出电流降至零，D2续流结束，Q2开始导通，电流方向反转。类似地，当Q2关断时，电流通过D1续流，反向减小。这种交替工作模式确保了负载电流的连续性，并且二极管D1和D2在能量回馈时起到续流作用。 推挽功率电路的特点包括功率管和二极管承受的电压应力等于2倍的输入电压Ui，因为变压器双向磁化，且原边电流通路只有一个开关管压降。因此，推挽电路适用于低电压、大电流的应用。然而，为避免过大的磁化应力，设计时通常会使工作点B略低于普通变压器或添加适当的气隙。 推挽电路可以通过调整占空比来调节输出电压，对于RL负载，其波形会随着电感值的增加而发生相应变化。此外，补充内容还提到了半桥电路和全桥电路，它们分别是推挽电路的扩展和更复杂的拓扑结构，可以适应不同的应用需求。 半桥电路由两个晶体管组成一个桥臂，加上大容量电容、变压器以及续流二极管，可以处理电阻性负载和电感性负载。在电阻性负载下，半桥电路中电容的中点电位近似为Ui/2，而当晶体管交替导通时，电容进行充电和放电，维持负载两端的电压。 推挽功率变换器及其相关的半桥和全桥电路是电力电子中的核心概念，涉及了功率转换、电压控制和不同负载条件下的工作原理，对于理解和设计电源系统至关重要。