第十章软开关技术h移相控制ZVSPWMDC精.docx
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第十章软开关技术h移相控制ZVSPWMDC精
移相控制zvs
PWMDC/DC全桥
变换器1
肖分析移相控制冬电压开关PWMDC/DC全桥变换器,真基本电路如图所示:
(a)主电路
ZVSPWMDcdc全桥变换器主要波形如左图所示・・
(b)(u.ej
(c)
3)(/2
IT
于变换器各工作状态的描述如卜:
«1•开关模态0
在5时刻,Q和04导通。
原边电流-流经谐振电感厶和变压器原边绕组以及2。
整流管导通祿止,原边给负载供电。
d(lead)
在这段时间里,原边电流等丁•折算
到原边的滤波电感电流,即
i〉t)=WK
2•开关模态1
在5时刻关断Q,原边电流-从
Q中转移到到6和口支路中,给G充电,同时G被放电。
电容G的电压从零开始线牲上升电容G的电压从匕开始线性下降Q是零电压关断。
陀卫)=J—D
vc3(o=匕”-¥~a-心)
在"时刻,C3电压降到零,D自然导通。
•:
・3•开关模态2
D3导通后,将Q3的电压箝在零位
此时开通Q3,则Q3是零电压开通
Q3和QI驱动信号之间的死区时间
即
fd(lead)>『01
•:
-4•开关模态3
在『2时刻,关断2,原边电流J转
移到G和q中,一方面抽走C迁的
电裔,另一方而又给G充电。
山于G和口的存在,Q的电压是从零慢慢上升的,因此Q是零电压关,断。
这段时间里谐振电感厶和G及C*在谐振工作。
原边电流-和电容C2,C,的电压分别为:
ip(t)=【2cos6)(r-r2)vC4(r)=ZPI2sina)(t-t2)
vc2(r)=Vilt~ZPI2sina)(t-t2)
式中分底I
在心时刻,G的电压上升到匕,d2自然导通。
1•_]匕
G=—s】n
coZp/2
5•开关模态4
在匚时刻,2鬥然导通,将2的电斥箝在零位,此时就口J以开通2
02是零屯压开通。
Q和2驱动信乃
此时电源电压匕加在谐振电感Lr两端,原边电流-线性下降。
V
到g时刻,原边电流从\>(『3)卜降到零,二极管2和卩自然关断。
在U时亥I」,原边电流流经。
2和Q。
由于原边电流仍不足以提供负载电流,负载电流仍由两个整流管提供回路,因此原边绕组电爪仍然为零,加在谐振电感两端电压是电源电压吆原边电流反向线性增加。
到4时刻,原边电流达到折算到原边的负载电流一匚(4)/«值,该开关模态结束。
持续吋间为:
厶J,5)/k
•:
・7•开关模态6
在这段时间里,电源给负载:
供电原边电流为:
v_KV、
因为Lr«K2Lf上式可简化为
八KL,5)
在—时刻,2关断,变换器开始
另一半个周期的工作,其工作帖况类似于k述的半个周期。
10.3.3两个桥臂实现ZVS的差异
・:
・1•实现ZVS的条件
要实现开关管的零电压开通,必须有足够的能量:
1抽走将要开通的开关管的结电容(或外部附加电容)上的电荷;
2给同i桥臂关断的开关管的结电容(或外部附加电容)充电;考虑到变压器的原边绕组电容,还要有能量用来:
3抽走变压器原边绕组寄生电容4•上的电荷。
要实现开关管的零电压开通,必须满足下式:
E>*CM:
+1CM:
+1q也:
=CM:
++c/;
(i=lead,lag)(8.18)
趙前桥臂容易实现ZVS。
在超前桥臂开关过程中,输出滤波电感S是与谐振电感乙串联的,此时用來实现ZVS的能量是S和乙屮的能量。
这个能最很容易满足式8.18o
❖3•滞后桥臂实现ZVS
滞后桥怦要实现ZVS比较闲难。
在滞厉桥怦开关过程屮,变压器副边是短路的,此时用來实现ZVS的能量只足谐振电感中的能量,如果不能满足下式,就无法实现ZVS。
扣盃〉5乂+*尿
(8.19)
J■
10X4实现ZVS的策略及副边占空比的丢失
PSZVSPWM全桥变换器实现ZVS的关键在于滞后桥臂。
滞眉桥臂实现ZVS的条件就是式8.19,叮以看出,要满足它,要么增加谐振电感厶,要么增加/2o
•A1•增加励磁电流
2•增大谐振电感
•:
-3.副边占空比的丢失
副边占空比的丢失是PSZVSPWM全桥变换器的一个亟要现彖。
所谓副边占空比丢失,就是副边占空比2小于原边的占空比Dp。
产生副边占空比丢失的原因是:
存在原边电流从正向(或负向)变化到负向(或正向)负载电流的时间,这部分时间与二分之一开关周期的比值就是副边的占空比丢失°皿,即d=厶-
可知:
①厶越大,%越大;②负载越大,2$$越大;③匕越低,%越大。
9咛的产生使2减小,为了得到所要求的输出电压,就必须减小原副边的匝比。
而匝比的减小,带來两个问题:
1原边电流增加,开关管电流峰值也要增加,通态损耗加大:
2副边整流桥的耐压值要增加。
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- 第十 开关 技术 控制 ZVSPWMDC