一种全桥同步整流器的设计及其应用

一种全桥同步整流器的设计及其应用

2012-10-24 22:01:37 来源:21IC

关键字：全桥同步整流器

由于现代高速超大规模集成电路的尺寸不断减小，同时又对功率要求的不断增加。因此必须提高供电电源的功率密度，在有限的散热空间里增加功率密度，就必须提高电源的工作效率。近年来，通过增加输出级同步整流、引入软开关技术等，使得开关电源的效率得到了大幅提高。如何进行一步提高其工作效率，笔者从输入级的一次整流入手进行了相应分析和研究。

1 原理与设计

1．1 桥式整流与桥式同步整流分析

一般开关电源中一次整流电路结构如图1所示。因为图中电源V1由电网提供，要采用高压二极管对其进行整流，所以D1，D2，D3，D4的压降约为1 V。当输出电流为I时，将在整个整流桥上产生P(VD)=1×2×I的功率损耗。

桥式同步整流电路结构如图2所示，图中M1、M2、M3、M4为n沟道增强型功率MOS 管，其中D1、D2、D3、D4为其寄生体二极管。图中左半部分为其驱动信号产生模块。

为进一步提高电源变换器的效率，降低一次整流部分的损耗是提高电源变换器工作效率的一种有效途径。采用P-MOSFET管来实现整流功能的整流电路称为同步整流电路，P-MOSFET管不像二极管那样能自动截止反向电流，需要用P-MOSFET管来实现同步整流，必须控制P-MOSFET管的导通和关断，而P-MOSFET管的导通和关断又取决于它的栅极驱

动信号。因此，在设计同步整流P-MOSFET管栅极驱动信号的大小和时序，要确保同步整流电路的正常工作。图3为相应开关管M1、M2、M3、M4控制信号S1、S2、S3、S4波形图。

为防止开关管发生直通的现象，在上下桥臂的波形切换之间加入了死区时间Tdeadtime。

因为工作频率在50 Hz，所以无需考虑其开关损耗。桥式同步整流电路中功率损耗主要发生在其导通的直流电阻RDS上，即P=(RDS×2)I2，图4给出了相应损耗功耗曲线。

设全桥整流时整流桥的损耗功率P(VD)=2×I。设全桥同步整流时开关管的损耗功率P(VT)=Ron×I2。与全桥整流相比全桥同步整流所节省的功率损耗P(D)=P(VD)-P(VT)=2×I-Ron×I2。根据函数的增减性，当I=1／Ron时，P(D)可取得最大值。

1．2 相应参数计算

此部分主要考虑将输入正弦波变为与之同步的方波，相应电路如图5所示。为防止整流开关管发生直通的现象，在上下桥臂波形切换之间加入了死区时间。引死区时间由过零比较电压时行设定，即电阻R1与电阻R2、R3与电阻R4的比值来确定。死区时间Tdeadtime 在整个周期中所占的时间为

其中，V1-1为同步交流信号的幅值；T为输入交流信号的周期。

2 实验部分

分别对全桥同步整流的效率进行了测量与对比，并对其工程应用进行了实验与分析。2．1 效率对比

对相应电路进行了实验，实验中图2所示的同步开关管采用IRF4710，图5中所采用的电压比较器为LM339，为安全起见，图2中所示输入电压V1为与电网隔离的12 V。电压V1-1为与V1同步且与电网隔离的12 V，但经过分压处理。表1为二极管全桥整流与全桥同步整流在不同的负载情况下得到的效率。

从表1中的相应数据可以看出，全桥同步整流的效率要比二极管全波整流效率高出近10％，与理论以及仿真分析的结果基本是一致的。

2．2 实际应用

带阻性负载(3 Ω)时，其输入电压、电流波形如图6所示，输出电压波形图7所示。从图中可以发现其电压、电流波形相位比较接近，其输出电压呈脉动的直流。

带感性负载(直流电动机)时，其输入电压、电流波形如图8所示，输出电压波形，图9所示。输入电流出现了能量的反向流动，且一些区域呈现了较大的电流尖峰。输出电压中也同样出现了幅值较大的尖峰电压。

带容性负载(在23 Ω的负载电阻上并联一个470 μF的电容)时，其输入电压、电流波形如图10所示，输出电压波形图11所示。和带感性负载一样也出现了能量的回流现象，这主要是由于开关管的反向导通所致。但从图中可以发现其输入电流波形出现了严重失真，这在实际应用中是不允许的。

3 结束语

通过对全桥同步整流器的原理分析，仿真分析以及实验电路，得到以下结论：(1)根据相应原理推导，可以看出只有当开关管M1，M2，M3和M4的导通电阻比较低时才会大幅度的降低全桥同步整流器的功耗损耗，即提高一定空间的效率。(2)对于负载而言，即后级而言。可以直接应用于带APFC的开关电源。当然也可以直接使用电阻性负载。(3)当加入电动机这样的感性负载时，会出现能量回流以及较大的电压、电流尖峰。(4)当加入电容这样的容性负载时，会出现较大电流的正反向流动而且输入电流波形出现严重失真。这样将会对供电电网造成一定程度的波动，实际应用中当然是不允许出现的。综上所述，(1)和(2)部分可以达到预期的要求，但是对于(3)和(4)部分还有待于进一步地研究。

整流器的原理

整流器的原理： 在以大功率二极管或晶闸管为基础的两种基本类型的整流器中，电网的高压交流功率通过变压器变换为直流功率。提到未来（不久的或遥远的）的其它类型整流器：以不可控二极管前沿产品为基础的斩波器、斩波直流/直流变换器或电流源逆变型有源整流器。显然，这种最新型的整流器在技术上包含较多要开发的内容，但是它能显示出优点，例如它以非常小的谐波干扰和1的功率因数加载于电网。 二极管整流器 所有整流器类别中最简单的是二极管整流器。在最简单的型式中，二极管整流器不提供任何一种控制输出电流和电压数值的手段。为了适用于工业过程，输出值必须在一定范围内可以控制。通过应用机械的所谓有载抽头变换器可以完成这种控制。作为典型情况，有载抽头变换器在整流变压器的原边控制输入的交流电压，因此也就能够在一定范围内控制输出的直流值。通常有载抽头变换器与串联在整流器输出电路中的饱和电抗器结合使用。通过在电抗器中引入直流电流，使线路中产生一个可变的阻抗。因此，通过控制电抗器两端的电压降，输出值可以在比较窄的范围内控制。 晶闸管整流器 在设计上非常接近二极管整流器的是晶闸管整流器。因为晶闸管整流器的电参数是可控的，所以不需要有载抽头变换器和饱和电抗器。 因为晶闸管整流器不包含运动部件，所以晶闸管整流器系统的维修减少了。注意到的一个优点是晶闸管整流器的调节速度较二极管整流器快。在过程特性的阶跃期间，晶闸管整流器常常调节很快，以致能够避免过电流。其结果是晶闸管系统的过载能力能够设计得比二极管系统小。 整流器的现状： 目前，业界推出的节能灯和电子镇流器专用三极管都十分注重对贮存时间的控制。因为贮存时间ts过长，电路的振荡频率将下降，整机的工作电流增大易导致三极管的损坏。虽然可以调整扼流圈电感及其他元器件参数来控制整机功率，但ts的离散性，将使产品的一致性差，可靠性下降。例如，在石英灯电子变压器线路中，贮存时间太大的晶体管可能引起电路在低于输出变压器工作极限的频率振荡，从而

全波整流滤波电路

二极管全波整流滤波电路 ①下面分两部分介绍其工作原理，即桥式整流电路与滤波电路两部分。 首先，介绍桥式整流电路，其工作原理为如下： 电路图 图10.02（a） 在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图10.02(a)的电路图可知：当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。 当负半周时二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。 在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图10.02(b)。

下面介绍滤波电路的工作原理： （1）滤波的基本概念 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L 应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。 （2）电容滤波电路 现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。电容滤波电路如图10.06所示，在负载电阻上并联了一个滤波电容C。 若电路处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上，所以输出波形同v2，是正弦形。当v2到达90°时，v2开始下降。先假设二极管关断，电容C就要以指数规律向负载ＲL放电。指数放电起始点的放电速率很大。 在刚过90°时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过90°时二极管仍然导通。在超过90°后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。 所以，在t1到t2时刻，二极管导电，Ｃ充电，v C=v L按正弦规律变化；t2到t3时刻二极管关断，v C=v L按指数曲线下降，放电时间常数为R L C。通过以上分析画出波形图如下： ②讨论C和RL的大小对输出电压的影响。

三相PWM整流器控制器设计(精)

三相PWM 整流器控制器设计 PWM 整流器能够实现整流器电网侧的电流为正弦，从而大大降低整流器对电网的谐波污染。PWM 整流器同时能够实现电网侧电流相位的控制，常见的有使得电网侧电流与电源电压同相位，从而实现单位功率因数控制，也可以根据需要使得电网侧电流相位超前或滞后对应的电源相电压，从而实现对电网的功率因数补偿。 三相PWM 整流器主电路和控制系统原理图如图1所示，其中A VR 为直流侧电压外环PI 调节器、ACR_d、ACR_q分别为具有解耦和电源电压补偿功能的dq 轴电流内环PI 调节器，PLL 为电源电压锁相环，SVPWM 为电压空间矢量运算器，Iabc to Idiq、Vabc to ValfaVbeta和Vdq to ValfaVbeta分别为三相静止坐标-两相旋转直角坐标变换、三相静止坐标-两相静止直角坐标变换和两相旋转直角坐标-两相静止直角坐标变换。 图1 基于空间矢量的三相PWM 整流器原理图

根据开关周期平均值概念、三相电压型PWM 整流器开关函数表等，可得到三相电压型PWM 整流器在dq 坐标下微分方程形式和等效电路形式的开关周期平均模型。经过dq 轴电流解耦和电源电压补偿的控制系统结构图如图2所示，其中小写的变量表示该变量的开关周期平均值，大写的变量表示该变量在工作点的值。 v dc d dc q 图2 基于dq 轴电流解耦和电源电压补偿的控制系统结构图 对解耦和电源电压补偿之后的dq 轴等效电路进行工作点附近的小信号分析，即可得到小信号下的传递函数如式(1、（2）和（3）所示，其中L 、R 分别为交流侧的滤波电感及其等效电阻，C 为直流侧滤波电容，Dd 为d 轴在工作点的占空比。 ~ i d (s αd (s ~ i q (s αq (s ~ v dc (s i d (s V dc (1

汽车同步器总成间隙的研究与探讨

Value Engineering 0引言 随着变速器的发展，各大变速器公司对换档的操纵平稳性、舒适性，换档力大小，换档可靠性、耐久性要求越来越高，这对同步器系统技术提出了更为苛刻的要求与标准。 通过对变速器设计、制造、以及售后市场反馈的大量研究分析，发现同步器间隙是关系换档品质一个非常关键因素。 1同步环与结合齿之间的轴向间隙L1—空档时结合齿与同步环的间隙；L2—空档时齿套与结合齿的间隙；L3—空档时滑块与同步环的间隙；L7—挂上档时，齿套内花键尖点的到滑块（钢球式）高点的距离； L8—挂上档后，滑块滑到对面档位后，齿套内花键尖点的到滑块（钢球式）高点的距离。 注：L7，L8的正负区分，在齿套控制范围内为正，脱离齿套控制范围为负。 L1即同步器后备量，是为了保证同步器寿命的重要参数，以前后备量的值一般在1.5-2mm 之间，随着铜环材料耐磨性的提高以及各种不同摩擦材料的引入，后备量趋于减小，现在取值范围为0.8-1.8mm ； L2—空档时齿套与同步环的间隙，要求L2>L3，为了 避免同步器未同步之前，齿套就通过同步环，导致不同步 啮合，产生换档冲击； L3—空档时滑块与同步环的间隙，通常L3为0.5～1mm ，L3确定时注意点： ①L2>L3，通常L2-L3=0.2～0.3mm ；②空档情况下，L3的最小值要保证不与同步环接触，即L3min>0； ③挂上档时，滑块不能脱出齿套的控制范围（见图2，造成无法退档），首先要保证L7大于零，其次一旦滑块受到同步环的撞击，远离齿套，与对面档位同步环接触时，要 保证滑块也不能脱离齿套的控制。 （这会造成无法退档）在滑块远离挂档侧同步环 与摘档侧同步环接触，这时如果滑块高点滑出齿套花键，这时若摘档，滑块受力分析如图3。 齿套花键给滑块一个经过 钢球中心的力F ， 此力分解成一个水平的力F1，一个垂直力F2，F2会使滑块压紧齿毂，此时齿毂与滑块之间的摩擦力f 增大： f=F2×μ=F ×cos α×μμ—滑块底部与齿毂之间的摩擦系数。 F1=F ×sin α若能摘挡，需F1>f ，即F ×sin α>F ×cos α×μ tg α>μα>arctg μ —————————————————————— —作者简介：贾玉灵（1977-），女，河北保定人，学士，工程师，研究方 向为汽车变速器。 汽车同步器总成间隙的研究与探讨 Research and Discussion on Automobile Synchronizer Assembly Clearance 贾玉灵JIA Yu-ling ；刘雅丽LIU Ya-li ；石刚SHI Gang （长城汽车股份有限公司，保定071000）（Great Wall Motors Co.，Ltd.，Baoding 071000，China ） 摘要：本文对同步器总成中同步环、结合齿、齿套、齿毂、滑块之间形成的各种径向、轴向间隙结合实际中同步器的多种失效后 果：打齿、 无法摘档、三锥同步器中内环三爪脱出、寿命短失效、怠速噪音、挂档卡滞等分析研究，得出同步器设计中的技巧及方法。Abstract:As a critical component in automotive mechanical transmission,synchronizer is highly related to the driving performance and shift quality.In addition to the elements such as friction material,multi-cone,friction coefficient etc.that people habitually pay attention to during synchronizer design,clearance between synchronizer hub,sleeve,key and ring is particularly a critical factor in present synchronizer failure. 关键词：手动变速器；同步器；间隙；失效Key words:Manual Transmission ；Synchronizer ；Clearance ；Failure 中图分类号：U46文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012） 30-0023-03 ·23·

同步器设计手册

同步器设计手册

前言 汽车变速器中采用同步器，可以保证换档操作迅速、轻便无冲击，延长齿轮和传动系统的使用寿命，提高汽车在换档和加速起步时的动力性和经济性，改善驾驶舒适性的有效措施。同步器技术目前被广泛应用于各种车型上。同步器的应用是机械变速器发展过程中一次质的飞跃，在我国汽车行业标准QC/T29063中明确规定轻型汽车变速器前进档必需装有同步器结构，中型汽车除一档、倒档外，其余各档也必需装有同步器结构。随着同步器技术不断发展，对于提高变速器传动性能，具有十分重要的经济技术意义。 本手册是在综合同步器理论和实践研究的基础上编写而成。本书结构新颖，文字简洁，图文并茂，通俗易懂。内容包括：同步器结构形式，工作原理，设计参数，结构参数，以及影响同步器性能的因素。本手册可供从事汽车变速器的设计、生产、维修人员参考。 本手册经等人员审阅并提出修改意见，在此表示感谢。由于作者水平有限，难免有不足之处，请广大员工提出宝贵意见。 作者 2007/11/16

目录 绪论 第一章同步器的结构形式及其特点 第一节锁销式同步器 第二节锁环式同步器 第三节锁环式多锥同步器 第二章同步器工作原理 第三章同步器设计参数及其计算 第一节转动惯量及其转换 第二节同步力矩Tc及同步时间 第三节拨环力矩T B 第四节计算实例 第四章结构参数设计 第一节结构参数设计 第二节结构参数设计对换档性能的影响第三节同步器摩擦材料 第五章影响同步器性能的因素 第一节润滑油对同步器性能的影响 第二节其他对同步器性能的影响 第六章同步器试验

绪 论 汽车变速器是汽车传动系中的一个重要部件，它的功能是在不同的使用条件下，改变由发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使得汽车得到不同的牵引力和车速，以适应不同的使用条件。同时也可以使发动机在最有利的工况范围内工作。 为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器提出以下基本要求： 1. 应有合适的变速档位数和传动比，保证汽车具有良好的动力性和经济 性指标。 2. 较高的传动效率。 3. 应有空档和倒档。 4. 换档操纵迅速轻便、工作可靠，噪声小。 在手动机械式变速器中（Manual Transmission 简称MT ），同步器是改善换档性能的主要零部件。对减轻驾驶员的劳动强度，使操纵轻便，提高齿轮及传动系统的使用寿命，提高汽车行驶安全性和乘坐的舒适性，改善汽车起步时的加速性和经济性起着重要作用。 现以一个五档变速器为例，说明同步器在换档中的作用。 假如汽车正在二档位置上行驶，则变速器通过发动机传来的动力，经过第一轴上的齿轮A 和中间轴常啮合齿轮B 、齿轮P 2传递给第二轴上的齿轮S 2，使动力输出。这时齿轮P 2和 齿轮S 2的圆周线速度 相等，V S2=V P2。当汽车 在良好的路面行驶，驾驶员此时要改善汽车行驶的经济性，要从二档换到三档上行驶，这时驾驶员就要把齿轮S 2和P 2分开，而把齿轮S 3和P 3接合上。此时中间轴 上的齿轮P 3的直径要比P 2大。由于中间轴传动角速度ω不变，则V p3＞V P2。同理，由于第二轴上的齿轮S 3的直径小于S2的直径，V S3＜V S2。如果在时间t 内踩离合器，由于第二轴与驱动桥、后轮、整车相连，转动惯量很大，齿轮的速度不可能很快降下来。这样，在时间t 内，齿轮S2和S 3的圆周线速度不相等，见图2所示。要经过相当长的时间t x ，等后轮轴停止后，齿轮S2和S 3的圆周线速度相等，同时为零。 P1 S1 图1

三相pwm整流器的设计_毕业设计(论文)

毕业设计（论文） 题目PWM整流器的设计学院（系）：自动化学院

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于1、保密囗，在10年解密后适用本授权书 2、不保密囗。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名： 年月日 导师签名： 年月日

武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书 学生姓名覃峰专业班级电气0702 指导教师袁佑新教授胡红明讲师工作单位自动化学院 设计(论文)题目: PWM整流器的设计 设计（论文）主要内容： 熟悉整流的原理，对整流技术进行综述、比较，并设计出整流器硬件电路和软件程序。 要求完成的主要任务: （1）外文资料翻译不少于20000印刷符； （2）查阅相关文献资料（中文15篇，英文3篇）； （3）掌握整流的原理； （4）撰写开题报告； （5）熟悉整流技术国内外的研究现状、目的意义； （6）对整流技术进行综述、比较； （7）计出整流器硬件电路和软件程序。； （8）绘制的电气图纸符合国标； （9）撰写的毕业设计（论文）不少于10000汉字。 必读参考书： [1] 王兆安，黄俊.电力电子技术.第4版.北京：机械工业大学出版社，2007 [2] 杨荫福，段善旭，朝泽云.电力电子装置及系统.北京：清华大学出版社，2006 [3] 张崇巍，张兴.PWM整流器及其控制.北京：机械工业大学出版社，2003 指导教师签名系主任签名 院长签名(章)

汽车同步器变速器齿轮工艺规程(经典)

摘要 (1) 第1章齿轮零件的分析 (2) 1.1齿轮的工作状态分析及工作条件 (2) 1.2齿轮的结构分析 (2) 1.3齿轮技术条件分析 (2) 1.3.1齿轮表面精度与粗糙度 (2) 1.3.2表面间的位置精度 (3) 1.3.3齿轮的其他技术要求 (3) 1.4齿轮材料的切削加工性 (4) 1.5齿轮零件图尺寸标注分析 (4) 1.6齿轮的加工工艺分析 (4) 第2章齿轮毛坯的设计 (5) 2.1毛坯种类的确定 (5) 2.2毛坯的工艺要求 (5) 2.2.1毛坯加工余量与公差 (5) 2.2.2拔模斜度 (6) 2.2.3圆角半径 (6) 第3章齿轮工艺规程设计 (8) 3.1工艺路线的制定 (8) 3.1.1加工方法的选择 (8) 3.1.2加工阶段的划分 (8) 3.1.3定位基准的选择 (9) 3.1.4热处理工序的安排 (9) 3.1.5辅助工序的安排 (9) 3.2工艺规程的设计 (10) 3.3有关工序机床、夹具、量具的选择说明 (12) 3.3.1机床的选择 (12) 3.3.2切削刀具的选择 (12) 3.3.3量具的选择 (12)

3.3.4夹具的选择 (12) 3.3.5各工序机床、夹具、刀具、量具汇总 (13) 第4章磨孔及端面夹具设计 (15) 4.1专用机床夹具设计的基本要求和步骤 (15) 4.1.1对专用机床夹具设计的要求 (15) 4.1.2专用机床夹具的设计步骤 (16) 4.1.3专用机床夹具的制造精度 (17) 4.2磨孔及端面夹具的选择 (17) 4.3磨孔及端面夹具工作原理简介 (18) 4.4夹具零件的设计与选择 (18) 4.4.1主要部件设计 (18) 4.4.2其他部件的选择 (19) 总结 (21) 参考文献 (22)

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2015-2020年中国汽车同步器行业市场发展分析及投资前景研究报告 Special Statenent特别声明 本报告由华经视点独家撰写并出版发行，报告版权归华经视点所有。本报告是华经视点专家、分析师调研、统计、分析整理而得，具有独立自主知识产权，报告仅为有偿提供给购买报告的客户使用。未经授权，任何网站或媒体不得转载或引用本报告内容，华经视点有权依法追究其法律责任。如需订阅研究报告，请直接联系本网站客服人员（8610-56188812 56188813），以便获得全程优质完善服务。 华经视点是中国拥有研究人员数量最多，规模最大，综合实力最强的研究咨询机构（欢迎客户上门考察），公司长期跟踪各大行业最新动态、资讯，并且每日发表独家观点。 目前华经视点业务范围主要覆盖市场研究报告、投资咨询报告、行业研究报告、市场预测报告、市场调查报告、征信报告、项目可行性研究报告、商业计划书、IPO上市咨询等领域，同时也为个阶层人士提供论文、报告等指导服务，是一家多层次、多维度的综合性信息研究咨询服务机构。 Report Description报告描述 本研究报告由华经视点公司领衔撰写。报告以行业为研究对象，基于行业的现状，行业运行数据，行业供需，行业竞争格局，重点企业经营分析，行业产业链进行分析，对市场的发展状况、供需状况、竞争格局、赢利水平、发展趋势等进行了分析，预测行业的发展前景和投资价值。在周密的市场调研基础上，通过最深入的数据挖掘，从多个角度去评估企业市场地位，准确挖掘企业的成长性，为企业提供新的投资机会和可借鉴的操作模式，对欲在行业从事资本运作的经济实体等单位准确了解目前行业发展动态，把握企业定位和发展方向有重要参考价值。报告还对下游行业的发展进行了探讨，是企业、投资部门、研究机构准确了解目前中国市场发展动态，把握行业发展方向，为企业经营决策提供重要参考的依据。Report Directory报告目录 第一章汽车同步器产业概述 1.1 汽车同步器定义 1.2 汽车同步器分类及应用 1.3 汽车同步器产业链结构 1.4 汽车同步器产业概述

基于MATLAB的三相整流器设计

密级：公开 科学技术学院 NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 学士学位论文 THESIS OF BACHELOR （2012 —2016年） 题目基于MATLAB的三相整流器设计 学科部：信息学科部 专业：电气工程及其自动化 班级：电气122班 学号：7022812067 学生姓名：张升林 指导教师：万旻 起讫日期：2015年12月—2016年5月29日

目录 摘要 ................................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................................ II 第一章三相整流器的发展状况.. (1) 1 .1 三相整流器发展背景 (1) 1 .2 三相整流器的进展 (1) 1 .3 本论文主要研究的内容 (2) 第二章Matlab-Simulink电力系统仿真介绍 (3) 2 .1 Matlab介绍 (3) 2 .2 Simulink的介绍 (4) 第三章三相整流器的结构和原理分析 (5) 3.1 三相桥式全控整流器结构和原理分析 (5) 3.2 三相PWM整流器结构和原理分析 (5) 第四章三相整流器电路的仿真 (7) 4.1三相桥式全控整流器的仿真 (7) 4.2 三相PWM整流器的仿真 (8) 第五章三相PWM整流器的设计 (11) 5.1 主电路设计 (11) 5.2 功率器件的选择 (11) 结论 (13) 参考文献（References） (13) 致谢 (14)

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半波整流、全波整流、桥式整流 整流，就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。 一、半波整流电路 图(1)是一种最简单的整流电路。它由 电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻 Rfz ，组成。变压器把市电电压（多为220 伏）变换为所需要的交变电压E2 ，D 再把 交流电变换为脉动直流电。 下面从右图(2)的波形图上看着二 极管是怎样整流的。 变压器砍级电压E2 ，是一 个方向和大小都随时间变化的正 弦波电压，它的波形如图(2)(a) 所示。在0～π时间内，E2 为正 半周即变压器上端为正下端为 负。此时二极管承受正向电压面 导通，E2 通过它加在负载电阻 Rfz上，在π～2π时间内，E2 为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。这时D 承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。在2π～3π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc 。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。 这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc = ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。

单相PWM整流电路设计(电力电子课程设计)..

重庆大学电气工程学院 电力电子技术课程设计 设计题目：单相桥式可控整流电路设计 年级专业：****级电气工程与自动化学生姓名：***** 学号： **** 成绩评定： 完成日期：2013年6月 23 日

指导教师签名：年月日

重庆大学本科学生电力电子课程设计任务书

单相桥式可控整流电路设计 摘要：本文主要研究单相桥式PWM整流电路的原理，并运用IGBT去实现电路的设计。概括地讲述了单相电压型PWM整流电路的工作原理，用双极性调制方式去控制IGBT的通断。在元器件选型上，较为详细地介绍了IGBT的选型，分析了交流侧电感和直流侧电容的作用，以及它们的选型。最后根据实际充电机的需求，选择元器件具体的参数，并用simulink进行仿真，以验证所设计的单相电压型PWM整流器的性能。实现了单相电压型PWM整流器的高功率因数，低纹波输出等功能。 关键词：PWM整流simulink 双极性调制IGBT

目录 1.引言 ......................................................... - 5 - 1.1 PWM整流器产生的背景.................................... - 5 - 1.2 PWM整流器的发展状况.................................... - 5 - 1.3 本文所研究的主要内容.................................... - 6 - 2.单相电压型PWM整流电路的工作原理 ............................. - 7 - 2.1电路工作状态分析......................................... - 7 - 2.2 PWM控制信号分析......................................... - 8 - 2.3 交流测电压电流的矢量关系............................... - 9 - 3.单相电压型PWM整流电路的设计 ................................ - 10 - 3.1 主电路系统设计......................................... - 10 - 3.2 IGBT和二极管的选型设计................................. - 11 - 3.3 交流侧电感的选型设计................................... - 11 - 3.4 直流侧电容的选型设计................................... - 12 - 3.5 直流侧LC滤波电路的设计................................ - 13 - 4.单相PWM整流电路的仿真及分析 ................................ - 13 - 4.1 整流电路的simulink仿真............................... - 13 - 4.2 对simulink仿真结果的分析............................. - 16 - 5．工作展望 ................................................... - 16 - 参考文献 ...................................................... - 17 -

我国汽车同步器行业概况研究

我国汽车同步器行业概况研究 （一）行业基本情况 1、汽车工业发展概况 （1）全球汽车行业发展概况 汽车工业是资金密集、技术密集、劳动密集型的现代化产业，具有明显的规模效应。经过长期的发展，汽车工业已成为当今世界最大、最重要的产业之一，在制造业中占有很大比重。汽车工业涉及面广、技术要求高、综合性强、产业关联度高，对工业结构升级和配套产业发展具有显著的带动作用。 全球汽车工业目前已经步入成熟期，总体产量和销量保持平稳发展。2010 年，由于中国、印度等新兴国家汽车市场的迅速发展，全球汽车总产量同比增长25.75%，达到7,770 万辆。2011 年，新兴市场迅猛增长的势头开始降温，欧美发达国家汽车市场有所恢复。2013 年全球汽车产量达到8,724.98 万辆，同比增长3.6%。2014 年，全球汽车总产量达到8,751 万辆，同比增长0.29%。2015 年全球汽车总产量达到9,068 万辆，同比增长3.63%。2016 年全球汽车总产量达到9,498 万辆，同比增长4.73%。根据IHS Automotive 的预测，2019 年全球汽车产量有望突破亿辆大关。

伴随着全球汽车产量的增长，全球汽车销量也同步持续攀升。2016 年全球汽车市场实现了9,386 万辆的总销量，同比增长4.66%，比2006 年增长37.98%。 在地区分布上，世界汽车生产中心也发生着转移，以中国、印度、巴西等为代表的新型汽车生产国的生产能力、所占市场份额不断扩大。

销售方面，2016 年全球汽车销量最大的国家是中国，总销量达2,803 万辆。其次是美国，共实现了1,787 万辆的销量，日本销量为497 万辆，居全球第三位。 （2）中国汽车行业发展概况 汽车工业是我国的支柱产业之一，在国民经济中占据重要地位。加入WTO 以来，我国汽车工业正逐步融入世界汽车制造业体系，并进入了发展的黄金时期。快速成长的国内市场和较低的生产成本，吸引了全球汽车产业资源向中国聚集。2009 年，中国正式跃居世界第一大汽车产销国。2009 年~2016 年，中国已经连续八年雄踞全球汽车产销量榜首。 2016 年，中国汽车产量为2,811.90 万辆，占全球汽车总产量的29.61%，较2006 年增长286.27%；汽车销量为2,802.80 万辆，占全球汽车总销量的29.86%，较2006 年增长290.17%。

十种运放精密全波整流电路

十种运放精密全波整流电路 图中精密全波整流电路的名称,纯属本人命的名,只是为了区分;除非特殊说明,增益均按1设计. 图1是最经典的电路,优点是可以在电阻R5上并联滤波电容.电阻匹配关系为R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改R5来调节增益 图2优点是匹配电阻少,只要求R1=R2 图3的优点是输入高阻抗,匹配电阻要求R1=R2,R4=2R3

图4的匹配电阻全部相等,还可以通过改变电阻R1来改变增益.缺点是在输入信号的负半周,A1的负反馈由两路构成,其中一路是R5,另一路是由运放A2复合构成,也有复合运放的缺点. 图5 和图6 要求R1=2R2=2R3,增益为1/2,缺点是:当输入信号正半周时,输出阻抗比较高,可以在输出增加增益为2的同相放大器隔离.另外一个缺点是正半周和负半周的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻忽略不计 图7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;负半周增益=-R3/R2;要求正负半周增益的绝对值相等,例如增益取2,可以选R1=30K,R2=10K,R3=20K

图8的电阻匹配关系为R1=R2 图9要求R1=R2,R4可以用来调节增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺点是正负半波的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻要小,否则输出波形不对称. 图10是利用单电源运放的跟随器的特性设计的,单电源的跟随器,当输入信号大于0时,输出为跟随器;当输入信号小于0的时候,输出为0.使用时要小心单电源运放在信号很小时的非线性.而且,单电源跟随器在负信号输入时也有非线性. 图7,8,9三种电路,当运放A1输出为正时,A1的负反馈是通过二极管D2和运放A2构成的复合放大器构成的,由于两个运放的复合(乘积)作用,可能环路的增益太高,容易产生振荡. 精密全波电路还有一些没有录入,比如高阻抗型还有一种把A2的同相输入端接到A1的反相输入端的,其实和这个高阻抗型的原理一样,就没有专门收录,其它采用A1的输出只接一个二极管的也没有收录,因为在这个二极管截止时,A1处于开环状态. 结论: 虽然这里的精密全波电路达十种,仔细分析,发现优秀的并不多,确切的说只有3种,就是前面的3种. 图1的经典电路虽然匹配电阻多,但是完全可以用6个等值电阻R实现,其中电阻R3可以用两个R并联.可以通过R5调节增益,增益可以大于1,也可以小于1.最具有优势的是可以在R5上并电容滤波. 图2的电路的优势是匹配电阻少,只要一对匹配电阻就可以了. 图3的优势在于高输入阻抗. 其它几种,有的在D2导通的半周内,通过A2的复合实现A1的负反馈,对有些运放会出现自激. 有的两个半波的输入阻抗不相等,对信号源要求较高. 两个单运放型虽然可以实现整流的目的,但是输入\输出特性都很差.需要输入\输出都加跟随

中国优质汽车同步器及齿环供应商名单

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三相电压型PWM整流器设计与仿真(可打印修改)

三相电压型PWM整流器设计与仿真 1 绪论 随着功率半导体器件技术的进步，电力电子变流装置技术得到 了快速发展，出现了以脉宽调制（PWM）控制为基础的各种变流装置，如变频器、逆变电源，高频开关电源以及各类特种变流器等， 电力电子装置在国民经济各领域取得了广泛的应用，但是这些装置 的使用会对电网造成严重的谐波污染问题。传统的整流方式会无论 是二极管不控整流还是晶闸管相控整流电路能量均不能双向传递， 不仅降低能源的利用率还会增加一定的污染，主要缺点是：1）无功功率的增加造成了装置功率因素降低，会导致损耗增加，降低电力装置的利用率等； 2）谐波会引起系统内部相关器件的误动作，使得电能的计量出现误差，外部对信号产生严重干扰； 3）传统的结构，能量只能单向流动，使得控制系统的能量利用率不高，不能起到节能减排的作用。 电网污染的日益严重引起了各国的高度重视，许多国家都已经 制定了限制谐波的国家标准，国际电气电子工程师协会(IEEE)，国际 电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。国际电工学会于1988年对谐波标准IEC555-2进行了修正，欧洲制定IEC1000-3-2标准。我国国家技术监督局也于1994年颁布了 《电能质量公用电网谐》标准(GB/T 14549-93)，传统变流装置大多

数已不符合这些新的标准，面临前所未有的挑战。 目前，抑制电力电子装置对电网污染的方法有两种：一是设置补偿装置。通过对已知频率谐波进行补偿，这种方式适用于所有谐波源，但其缺点是只能对规定频率的谐波进行补偿，应用范围受限。并且当受到电网阻抗特性或其他外界干扰，容易发生并联谐振，导致某些谐波被放大进而使滤波器过载或烧毁；而是对整流器装置本身性能进行改造，通过优化控制策略和参数设置，使网侧输入的电压和电流呈现接近于同相位的正弦波，实现单位功率因数运行即功率因数为1。 目前治理谐波和无功主要是采用功率因数校正技术(PFC技术)，由于PWM调制技术引入整流器中，使得整流器能够获得较好的直 流电压并且实现网侧电流正弦化，PWM整流技术已经成为治理电网污染的主要技术手段。PFC技术虽然具有控制简单、功率因数高、 总谐波失真小和易于电路设计等优点，但是其结构并没有发生根本变化只是在输出侧加了一个开关管，而重要的交流侧还是选取二极管做为开关器件，其整流方式只能是单一方向的不能实现能量的双向流动，它 在单相电路中有着广泛的用途，但是由于其自身性质决定其难以用于三相电电路中；PWM整流技术交流侧采用全控器件，与传统PFC相比，PWM整流技术可以在任意功率因数运行可以实现能量双向流动而且具有较好的电流品质和更快的动态响应速度，因而真正实现了“绿色电能变换”提高了系统电能的利用率减少了资源的浪

十种精密全波整流电路图

十种精密全波整流电路图 图中精密全波整流电路的名称,纯属本人命的名,只是为了区分;除非特殊说明,增益均按1设计. 图1是最经典的电路,优点是可以在电阻R5上并联滤波电容.电阻匹配关系为R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改R5来调节增益。 图2优点是匹配电阻少,只要求R1=R2

图3的优点是输入高阻抗,匹配电阻要求R1=R2,R4=2R3 图4的匹配电阻全部相等,还可以通过改变电阻R1来改变增益.缺点是在输入信号的负半周,A1的负反馈由两路构成,其中一路是R5,另一路是由运放A2复合构成,也有复合运放的缺点。 图5 和图6 要求R1=2R2=2R3,增益为1/2,缺点是:当输入信号正半周时,输出阻抗比较高,可以在输出增加增益为2的同相放大器隔离.另外一个缺点是正半周和负半周的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻忽略不计。

图7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;负半周增益=-R3/R2;要求正负半周增益的绝对值相等,例如增益取2,可以选R1=30K,R2=10K,R3=20K 图8的电阻匹配关系为R1=R2 图9要求R1=R2,R4可以用来调节增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺点是正负半波的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻要小,否则输出波形不对称。

图10是利用单电源运放的跟随器的特性设计的,单电源的跟随器,当输入信号大于0时,输出为跟随器;当输入信号小于0的时候,输出为0.使用时要小心单电源运放在信号很小时的非线性.而且,单电源跟随器在负信号输入时也有非线性。 图7,8,9三种电路,当运放A1输出为正时,A1的负反馈是通过二极管D2和运放A2构成的复合放大器构成的,由于两个运放的复合(乘积)作用,可能环路的增益太高,容易产生振荡。 精密全波电路还有一些没有录入,比如高阻抗型还有一种把A2的同相输入端接到A1的反相输入端的,其实和这个高阻抗型的原理一样,就没有专门收录,其它采用A1的输出只接一个二极管的也没有收录,因为在这个二极管截止时,A1处于开环状态。 结论: 虽然这里的精密全波电路达十种,仔细分析,发现优秀的并不多,确切的说只有3种,就是前面的3种。 图1的经典电路虽然匹配电阻多,但是完全可以用6个等值电阻R实现,其中电阻R3可以用两个R并联.可以通过R5调节增益,增益可以大于1,也可以小于1.最具有优势的是可以在R5上并电容滤波。 图2的电路的优势是匹配电阻少,只要一对匹配电阻就可以了。 图3的优势在于高输入阻抗。 其它几种,有的在D2导通的半周内,通过A2的复合实现A1的负反馈,对有些运放会出现自激. 有的两个半波的输入阻抗不相等,对信号源要求较高。

三相电压型整流器的设计与仿真

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 电力电子装置课程设计报告 题目三相电压型整流器设计 学生姓名*** 学号********* 指导教师** 学院信息院 专业***** 完成时间2017.1.2

第一章绪论 随着功率半导体器件技术的进步，电力电子变流装置技术得到了快速发展，出现了以脉宽调制（PWM）控制为基础的各种变流装置，如变频器、逆变电源，高频开关电源以及各类特种变流器等，电力电子装置在国民经济各领域取得了广泛的应用，但是这些装置的使用会对电网造成严重的谐波污染问题。传统的整流方式会无论是二极管不控整流还是晶闸管相控整流电路能量均不能双向传递，不仅降低能源的利用率还会增加一定的污染，主要缺点是： 1）无功功率的增加造成了装置功率因素降低，会导致损耗增加，降低电力装置的利用率等； 2）谐波会引起系统内部相关器件的误动作，使得电能的计量出现误差，外部对信号产生严重干扰； 3）传统的结构，能量只能单向流动，使得控制系统的能量利用率不高，不能起到节能减排的作用。 电网污染的日益严重引起了各国的高度重视，许多国家都已经制定了限制谐波的国家标准，国际电气电子工程师协会(IEEE)，国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。国际电工学会于1988年对谐波标准IEC555-2进行了修正，欧洲制定IEC1000-3-2标准。我国国家技术监督局也于1994年颁布了《电能质量公用电网谐》标准(GB/T 14549-93)，传统变流装置大多数已不符合这些新的标准，面临前所未有的挑战。 目前，抑制电力电子装置对电网污染的方法有两种：一是设置补偿装置。通过对已知频率谐波进行补偿，这种方式适用于所有谐波源，但其缺点是只能对规定频率的谐波进行补偿，应用范围受限。并且当受到电网阻抗特性或其他外界干扰，容易发生并联谐振，导致某些谐波被放大进而使滤波器过载或烧毁；而是对整流器装置本身性能进行改造，通过优化控制策略和参数设置，使网侧输入的电压和电流呈现接近于同相位的正弦波，实现单位功率因数运行即功率因数为1。 目前治理谐波和无功主要是采用功率因数校正技术(PFC技术)，由于PWM 调制技术引入整流器中，使得整流器能够获得较好的直流电压并且实现网侧电流正弦化，PWM整流技术已经成为治理电网污染的主要技术手段。PFC技术虽然具有控制简单、功率因数高、总谐波失真小和易于电路设计等优点，但是其结构并没有发生根本变化只是在输出侧加了一个开关管，而重要的交流侧还是选取二极管做为开关器件，其整流方式只能是单一方向的不能实现能量的双向流动，它在单相电路中有着广泛的用途，但是由于其自身性质决定其难以用于三相电电路中；PWM整流技术交流侧采用全控器件，与传统PFC相比，PWM整流技术可