改进型具有电压钳位的全桥ZVZCSPWMDC_DC变换器

合集下载

改进型倍流整流式ZVS三电平DC—DC变换器

改进型倍流整流式ZVS三电平DC—DC变换器
关 键 词 : 电 平 变 换 器 ; 助 网 络 ; 电 压 开 关 ; 流 整 流 三 辅 零 倍
中 图分 类 号 :M 4 T 6
文 献 标 志码 : A
文章 编 号 :N1— 4 0 2 1 )5 0 2 — 7 C 2 12 (0 10 — 0 5 0
引 言
近 年来 , 着个 人 电子 计算 机 、 随 通信 电源 、 小 微
2 /0A, 0 k z的实 验 样 机 对 变 换 器 原 理 进 行 4 V 1 8 H 了验 证 。
重 的 电磁 干 扰 等 。在 这 种 情况 下 , 软开 关 技 术 应 运
而生 ㈣ 。
为 了使 电气 设 备更 加 绿 色 环保 , 些 世 界 性 的 一 学术 组 织 制定 了一 些 限制 输 人 电流谐 波 的标 准 , 为 了 达 到这 些标 准 。广 泛 采 用 了功 率 因数 校正 技 术 , 但 采 用这 项 技术 后 ,直 流母 线 电压 通 常会 达 到 8 0 0
通 。此 时 = , 隔 电容 上 电压 凸使 减 小 , O阻 副边 电流 i也 随之 减 小 , 因此 。 始 导 通 , 于 D 开 由 m和
D 同时导 通 , 砣 变压 器 副 边 电压变 为 零 , 边 电压 也 原
被 钳位 在零 , 阻隔 电容 和 变 压器 漏感 谐 振 。在 这 个 开 关模 态 内 , 个 滤 波 电感 上 的 电 压 均 为一 , 两 所
充 电 , 的 电 压 上 升 。t时 刻 ,a上 升 到 / ,o M 2 M4
(= 2 )÷ f ,f一 ( ) ) ( 一
L. f2
( 4 )
13 模态 3 .
t 时刻 , 断 Q , 关 z电感 折算 到变 压 器原 边 和 变 压 器漏 感 共 同 与 , 谐 振 , 给 充 电 , 同时 通 过 给 放 电 , 2 C 使 Q 近似 为零 电压 关 断 。 c和 。 在 t 时刻 ,Q上 升 到 2 ,。下 降 到 0 U 0 此 , o= ,

基于饱和电抗器的ZCZVS移相全桥DC-DC变换器

基于饱和电抗器的ZCZVS移相全桥DC-DC变换器

基于饱和电抗器的ZCZVS移相全桥DC-DC变换器马骜;黄铂;王朋【摘要】零电压电流开关(ZCZVS)控制的DC/DC变换器在中大功率应用场合应用逐渐广泛,其较宽的开关范围及较低的损耗等优点令人瞩目.本文介绍了基于饱和电抗器的ZCZVS移相全桥的工作原理及基于UC3875的移相驱动和控制系统,并用该芯片完成一台输出50V/20A的ZCZVS移相全桥DC/DC变换器的样机设计,给出了电路主要参数的设计和初步的实验结果.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2014(022)009【总页数】4页(P173-176)【关键词】饱和电抗器;移相全桥;直流-直流变换器;零电压电流开关【作者】马骜;黄铂;王朋【作者单位】武汉科技大学城市学院,湖北武汉430083;武汉大学湖北武汉430072;武汉大学湖北武汉430072【正文语种】中文【中图分类】TN709直流电源在许多场合都发挥着重要作用,作为直流电源的一个重要环节,DC/DC 变换器的性能很大程度上决定了直流电源的成本和可靠性。

DC/DC变换器有多种结构,根据电源的功率需求,选择合适的变换器拓扑结构。

基本DC/DC变换器(如:Buck、Boost、Buck/Boost、Forward 等变换器)只应用在小功率场合,而在中大功率场合,一般采用半桥或全桥变换器。

全桥变换器是一种先经DC/AC高频逆变,再经AC/DC不控整流的两级DC/DC变换器。

高频变压器把直流负载与交流电网隔离,高频变压器输出侧直流LC滤波器重量和体积不大,输出直流电压纹波小,动态特性好,全桥变换器已成为较大功率DC/DC变换器的最佳技术方案之一[1]。

经过几十年的发展,在中大功率应用中,移相全桥软开关DC/DC变换器逐渐成熟,已成为DC/DC变换器的主流,与其他DC/DC变换器相比,移相全桥软开关拓扑结构充分利用了电路本身的寄生参数,通过控制PWM脉冲的相位使开关管工作在软开关状态,降低了开关损耗,提高了变换器的效率。

移相全桥ZVZCSDCDC变换器综述.

移相全桥ZVZCSDCDC变换器综述.

移相全桥ZVZCSDC/DC变换器综述摘要:概述了9种移相全桥ZVZCSDC/DC变换器,简要介绍了各种电路拓扑的工作原理,并对比了优缺点,以供大家参考。

关键词:移相控制;零电压零电流开关;全桥变换器 1概述所谓ZVZCS,就是超前桥臂实现零电压导通和关断,滞后桥臂实现零电流导通和关断。

ZVZCS方案可以解决ZVS方案的故有缺陷,即可以大幅度降低电路内部的循环能量,提高变换效率,减小副边占空比丢失,提高最大占空比,而且其最大软开关范围不受输入电压和负载的影响。

图1 滞后桥臂零电流开关是通过在原边电压过零期间使原边电流复位来实现的。

即当原边电流减小到零后,不允许其继续反方向增长。

原边电流复位目前主要有以下几种方法: 1)利用超前桥臂开关管的反向雪崩击穿,使储存在变压器漏感中的能量完全消耗在超前桥臂的IGBT中,为滞后桥臂提供零电流开关的条件;图2 2)在变压器原边使用隔直电容和饱和电感,在原边电压过零期间,将隔直电容上的电压作为反向阻断电压源,使原边电流复位,为滞后桥臂开关管提供零电流开关的条件; 3)在变压器副边整流器输出端并联电容,在原边电压过零期间,将副边电容上的电压反射到原边作为反向阻断电压源,使原边电流迅速复位,为滞后桥臂开关管提供零电流开关的条件。

图3 2 电路拓扑根据原边电流复位方式的不同,下面列举几种目前常见的移相全桥ZVZCSPWMDC/DC拓扑结构,以供大家参考。

图4 1)NhoE.C. 电路如图1所示[1]。

该电路是最基本的移相全桥ZVZCS变换器,它的驱动信号采用有限双极性控制,从而实现超前桥臂的零电压和滞后桥臂的零电流开关。

这种拓扑结构的缺陷是L1k要折衷选择,L1k太小,在负载电流很小时,超前桥臂不能实现零电压开关;L1k太大,又限制了iL1k的变化速度,从而限制了变换器开关频率的提高。

变换器给负载供电方式是电流源形式,电感L1k电流交流变化,输入电流脉动很大,要求滤波电容很大。

最新-改进型全桥移相ZVS-PWMDCDC变换器 精品

最新-改进型全桥移相ZVS-PWMDCDC变换器 精品

改进型全桥移相ZVS-PWMDCDC变换器
摘要介绍了一种能在全负载范围内实现零电压开关的改进型全桥移相-变换器。

在分析其开关过程的基础上,得出了实现全负载范围内零电压开关的条件,并将其应用于一台486的变换器。

关键词全桥变换器;零电压开关;死区时间
引言
移相控制的全桥变换器是在中大功率变换电路中最常用的电路拓扑形式之一。

移相控制方式利用开关管的结电容和高频变压器的漏电感作为谐振元件,使开关管达到零电压开通和关断。

从而有效地降低了电路的开关损耗和开关噪声,减少了器件开关过程中产生的电磁干扰,为变换器提高开关频率、提高效率、降低尺寸及重量提供了良好的条件。

同时保持了电路拓扑结构简洁、控制方式简单、开关频率恒定、元器件的电压和电流应力小等一系列优点。

移相控制的全桥变换器存在一个主要缺点是,滞后臂开关管在轻载下难以实现零电压开关,使得它不适合负载范围变化大的场合[1]。

电路不能实现零电压开关时,将产生以下几个后果
1由于开关损耗的存在,需要增加散热器的体积;
2开关管开通时存在很大的,将会造成大的;
3由于副边二极管的反向恢复,高频变压器副边漏感上的电流瞬变作用,在二极管上产生电压过冲和振荡,所以,在实际应用中须在副边二极管上加入-吸收。

针对上述问题,常见的解决方法是在变压器原边串接一个饱和电感,扩大变换器的零电压开关范围[2][3]。

但是,采用这一方法后,电路仍不能达到全工作范围的零电压开关。

而且,由于饱和电感在实际应用中不可能具有理想的饱和特性,这将会导致1增加电路环流,从而增加变换器的导通损耗;。

移相全桥ZVZC软开关DC_DC稳压电源分析与设计_吕春锋

移相全桥ZVZC软开关DC_DC稳压电源分析与设计_吕春锋
断电容 Cb 放电,由于阻断电容 Cb 较大,其自身电压在放电过
(e)
4
(f)
5
图 3 换流过程模态
VDR2 流过负载电流。 要实现滞后桥臂零电流,原边电流需在滞后桥臂开通前
减小到零。由开关模态 2 可知,原边电流线性减小:
V (t ) − V (t ) ?V
(1)
i (t) − I ?V (t ? t ) / L
?V (t ) ? V (t ) ? 2 C V / C ?
V ? I ?t / C ? 2 C V / C ? ?V
(5)
一般 Cr垲Cb,式(5)可以简化为:
程中近似不变,而变压器原边电流近似线性减小。
V − I ?t / 2 C
(6)
如图 3(d)所示,开关模态 3 换流过程如下:[t2-t3]期间,阻
通常所说的硬开关,在开通和关断时会产生较大的开关 损耗,开关频率越高,损耗越大。软开关电源是在开关器件通 断条件下,加在其电压上电压为零,即零电压开关(ZVS),或者 通过开关器件的电流为零,即零电流开关(ZCS)。软开关技术 显著解决了元件开关时刻产生的损耗,可以更大幅度地提高 开关频率,这种软开关的方式为缩小电源体积和提高电源效 率创造了条件。移相全桥零电压零电流软开关(ZVZCS)DC-DC 变换器是在移相全桥 ZVS 的基础上发展而来的,其工作模式 基本上克服了 ZVS 和 ZCS 软开关模式的固有缺陷,使全桥变 换器的超前桥臂实现 ZVS,而滞后桥臂实现 ZCS,在中、大功 率开关电源中具有广泛的应用。其超前桥臂的零电压实现是 通过并联电容电压不能突变完成的,滞后桥臂的零电流是通 过串联隔直电容和漏感谐振,从而使电流能量转移到了电容 中,滞后桥臂串接的二极管阻止了关断后的反向电流,减弱了 环路损耗[1]。

移相全桥ZVS PWM DC/DC变换器的仿真分析

移相全桥ZVS PWM DC/DC变换器的仿真分析

移相全桥ZVSPWMDC/DC变换器的仿真分析作者:龙泽彪施博文来源:《消费导刊·理论版》2008年第17期[摘要]本文首先在研究硬开关的缺陷上,提出软开关技术。

对移相控制ZVS PWM DC/DC 变换器的工作原理进行分析研究的基础上,使用PSpice9.2计算机仿真软件对变换器的主电路进行仿真和分析,验证该新型DC/DC变换器的拓扑结构设计的正确性和可行性。

[关键词]软开关 DC/DC ZVS 移相控制 PSpice9.2作者简介:龙泽彪(1985-),男,湖北仙桃人,贵州大学电气工程学院在读硕士研究生,研究方向:异步电机控制;施博文(1985-),男,贵州大学电气工程学院在读硕士研究生,研究方向:电力电子与电气传动。

一、引言随着新型电力电子器件以及适用于更高频率的电路拓扑和新型控制技术的不断出现,开关电源朝着小型化、高效化、低成本、低电磁干扰、高可靠性、模块化、智能化的方向发展。

硬开关DC/DC变换器在电流连续工作模式下会遇到严重的问题,这一般都与有源开关器件的体内寄生二极管有关,其关断过程中的反向恢复电流产生的电流尖峰对开关器件有极大的危害。

本文在对DC/DC变换器的基本工作原理进行分析、研究的基础上,对已经出现的软开关DC/DC变换器拓扑结构进行分析研究,提出的一种新型的DC/DC变换器的拓扑结构,并进行深入的研究。

二、移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器的工作原理移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器(Phase-Shifted zero-voltage-switching PWMDC/DC Full-Bridge Converter,PS ZVS PWM DC/DC FB Converter),是利用变压器的漏感或原边串联的电感和功率管的寄生电容或外接电容来实现开关管的零电压开关,其主电路拓扑结构及主要波形如图1所示。

其中,D1~D4分别是S1~S4的内部寄生二极管,C1~C4分别是S1~S4的寄生电容或外接电容,Lr是谐振电感,它包含了变压器的漏感。

ZVS三电平DCDC变换器的研究

ZVS三电平DCDC变换器的研究

华中科技大学硕士学位论文ZVS三电平DC/DC变换器的研究姓名:李小兵申请学位级别:硕士专业:电力电子与电力传动指导教师:李晓帆20060428摘 要直流变换器是电力电子变换器的重要组成部分,软开关技术是电力电子装置向高频化、高功率密度化发展的关键技术,成为现代电力电子技术研究的热点之一。

由于对电源设备电磁兼容的要求的提高,一般在电源设备中都要加入功率因数校正环节,导致后继开关管电压应力的提高。

三电平直流变换器相应提出,主开关管的电压应力为输入直流电压的一半。

使得三电平直流变换器一提出就得到全世界电源专家和学者的重视,短短十几年内,相继提出许多种改进型三电平直流变换器,包括半桥式和全桥式。

根据主开关管实现软开关的不同,将三电平直流变换器分为零电压软开关和零电压零电流软开关。

本文首先给出了基本半桥式三电平DC/DC变换器,详细分析了其工作原理,讨论了主要参数的设计和由于次级整流二极管的反向恢复导致主开关管的电压尖峰。

接着给出一种带箝位二极管的改进型半桥式三电平DC/DC变换器。

文中给出了Saber软件的仿真结果,进一步证明改进方案的正确性和可行性。

针对前面讨论的两种半桥式三电平DC/DC变换器,设计了实验电路来验证理论分析的正确性,文中给出了实验结果。

接着研究了一种新型ZVS三电平LLC谐振型DC/DC变换器,文中详细讨论了该变换器的工作原理,讨论了主要参数的设计过程,给出了仿真结果。

最后,设计了一台实验装置来验证理论分析的正确性,给出了实验结果,说明了主开关管可以在全负载范围内实现零电压软开关,变换器的效率在输入电压高端较高,并且次级整流二极管实现了零电流开关,二极管电压应力为输出电压的2倍。

本文通过理论分析、仿真研究和实验验证,证实了半桥式三电平DC/DC变换器的优越性能,改进型的半桥式三电平DC/DC变换器比较好地消除了主开关管上的电压尖峰。

ZVS三电平LLC谐振型DC/DC变换器良好的性能,使得在有掉电维持时间限制的场合得到广泛应用。

基于DSP的移相全桥ZVZCS变换器的开题报告

基于DSP的移相全桥ZVZCS变换器的开题报告

基于DSP的移相全桥ZVZCS变换器的开题报告1. 研究背景随着电力电子技术的不断发展,ZVZCS变换器应用越来越广泛。

其具有高效、高稳定性、高频响应等特点,在太阳能电池电源、电子变压器、新能源发电等领域得到了广泛的应用。

传统的ZVZCS变换器采用了基于传统的控制方法,由于该方法存在着响应速度较慢、稳定性差等缺陷,因此不能满足一些高性能、高效率的应用场合。

基于DSP的移相全桥ZVZCS变换器是一种新型的电力电子变换器,其可以有效的提高系统的响应速度,同时能够保证系统的稳定性和安全性。

因此,该技术在目前的应用中呈现出了良好的前景和发展空间。

2. 研究内容与目的本次研究的主要内容是基于DSP的移相全桥ZVZCS变换器的设计与实现。

该项目旨在实现高效、高稳定性、高群PID(比例、积分、微分)变换器,并采用DSP控制器对其进行控制,以实现高速、高精度和鲁棒性等性能指标。

3. 研究方法本研究采用计算机仿真、实验验证等方法。

在仿真研究中,采用MATLAB 环境下的Simulink模块进行模拟分析,进一步分析系统的控制策略和误差情况。

在实验验证中,采用实际硬件电路进行测试,得到实验数据,分析系统的性能,并对实验数据进行分析,掌握实际电路的特性和优缺点。

4. 研究计划本研究计划分为以下几个阶段:1)文献调研和分析阶段。

了解ZVZCS变换器的基本概念、原理和发展历程,并对基于DSP的移相全桥ZVZCS变换器进行深入研究和分析。

2)系统设计和仿真阶段。

根据文献调研的结果,设计出符合要求的DSP 控制引脚结构,并利用Simulink模块对系统进行仿真,进一步优化系统的性能和控制策略。

3)电路搭建和实验验证阶段。

根据设计结果,搭建实际硬件电路,并进行实验验证,得到实验数据。

4)实验数据分析和系统性能评估阶段。

对实验数据进行分析,进一步了解系统的特性和优缺点,并对系统的各项性能指标进行评估。

5. 预期成果本次研究预计可以通过实验,验证基于DSP的移相全桥ZVZCS变换器的性能指标和稳定性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

2007年7 月电工技术学报Vol.22 No.7 第22卷第7期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jul. 2007改进型具有电压钳位的全桥ZVZCS PWMDC/DC变换器孙铁成郭建辉王宏佳梁联朱雪秦(哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨 150001)摘要提出了一种改进型的具有有源钳位的全桥零电压零电流开关PWM DC/DC变换器。

该变换器可以较好地实现超前桥臂开关管的零电压开关,以及滞后桥臂开关管的零电流开关。

相对于传统的全桥零电压零电流DC/DC变换器,这种具有有源电压钳位的变换器可以减小由于谐振电路引起的变压器二次侧的振荡问题。

它具有辅助电路简单、开关损耗低、导通损耗低和实现能量缓冲吸收等优点。

详细分析了变换器的工作原理和特点,并通过一台1kW,100kHz的样机进行了验证。

关键词:全桥变换器零电压零电流开关有源钳位中图分类号:TM463Improved Full-Bridge ZVZCS PWM DC/DC Converter Using VoltageClampingSun Tiecheng Guo Jianhui Wang Hongjia Liang Lian Zhu Xueqin(Harbin Institute of Technology Harbin 150001 China)Abstract An improved full-bridge (FB) zero-voltage and zero-current-switching (ZVZCS) PWM DC/DC converter using active voltage clamping circuit is proposed. The proposed DC/DC converter can achieve effective zero-voltage switching (ZVS) for the leading arm and zero-current switching (ZCS) for the lagging arm. The converter can alleviate voltage ringing and overshoot in secondary rectifier side due to resonance for conventional full-bridge ZVZCS DC/DC converter. It has many remarkable advantages such as simple auxiliary circuit, lower switching losses, reduced conduction losses and energy absorption. The operating principle and characteristics of the converter are analyzed.To validate the feasibility of the proposed converter, a 100kHz, 1kW prototype is implemented and tested.Keywords:Full-bridge converter, ZVZCS, active voltage clamping1引言近年来,出现了谐振技术和PWM技术相结合的软开关变换器。

通过使用软开关技术,变换器的开关损耗大大降低了,使得变换器能够工作在较高的开关频率,变换器的工作效率得到提高[1-3]。

在这些变换器中,移相全桥零电压零电流开关(ZVZCS)PWM DC/DC变换器得到了广泛的关注,这种变换器比较适合于采用IGBT的场合[4-6]。

传统的全桥ZVZCS PWM DC/DC变换器是通过添加饱和电感和隔直电容来实现开关管的零电流开关[7]。

然而,传统的全桥ZVZCS PWM DC/DC变换器存在一些缺点,包括整流管电压应力大、谐振电路环流大以及变压器二次侧存在严重的电压振荡。

为了进一步提高变换器的性能,可以通过在变换器添加有源钳位电路[8]、能量恢复缓冲电路[9]和变压器二次侧添加无源钳位电路[10]等方法来改善电路。

为了解决传统的全桥ZVZCS PWM DC/DC变换器所存在的问题,本文提出了一种改进的具有有源电压钳位的全桥ZVZCS PWM DC/DC变换器。

通过添加辅助有源钳位电路,可以在环流阶段提供足够的电压源以使变压器一次电流可靠复位,为一次侧开关管创造零电流开关条件,并且可以使整流管上电压得到钳位。

这种变换器可以收稿日期 2007-02-29 改稿日期 2007-06-0548电 工 技 术 学 报 2007年7月使开关管工作在软开关的状态,抑制了变压器二次电压的振荡和电压过冲,而且通过实现能量吸收与回馈使变换器的整体效率得到了进一步的提高。

通过一台1kW ,100kHz 的电源样机对变换器原理进行了验证。

2 工作原理图1所示为改进型的移相全桥零电压零电流变换器拓扑结构。

变换器采用移相的控制方式,超前桥臂ZVS 的实现与传统的全桥ZVZCS DC/DC 变换器相同,滞后桥臂ZCS 的实现通过阻断电容和变压器漏感的配合工作来实现。

主变换器部分有Q 1~Q 4四只开关管,整流电路有Q 5、Q 6两只开关管。

钳位电路有一只开关管Q c ,在整流开关管导通之前开通,将钳位电容上储存的变压器漏感能量反馈到一次侧之后马上关闭,能实现能量的缓冲吸收和电压钳位。

为了限制电流的反向流动,分别在Q 2和Q 4通路串联二极管VD 2和VD 4。

图1 改进型的移相全桥零电压零电流变换器 Fig.1 Improvedl phase-shifted full-bridge ZVZCSconverter在分析电路的工作过程之前,作如下假设:①所有开关管、二极管、电感、电容均为理想元器件;②输出滤波电感足够大,在一个工作周期中可以看成一个电流源;③C 1=C 3,变压器变比n 1=N 1∶N 2,n 2=N 3:N 4;④变换器工作在额定负载的情况。

每个桥臂上的两只开关管交替导通和关断,两个桥臂之间的移相角决定了该变换器的运行占空比。

该变换器每半个周期内有六个工作模态,电路的主要波形如图2所示。

下面对变换器的各个工作模式进行分析。

(1)模态1 [t 0~t 1] 如图3a 所示,在这个时间段,开关管Q 1先开通,经过一定的相移后Q 4导通,输出整流开关管Q 5导通,此时一次电流i p 一方面通过变压器将电能传输到负载,一方面在给阻断电容C 充电,电容C 上电压线性增加o c 0c 1()Iu t t U n C=−− (1)图2 变换器主要波形Fig.2 Key waveforms of the converter式中 I o ——输出电流U c ——阻断电容电压的最大值(2)模态2 [t 1~t 2] 如图3b 所示,在时刻t 1关断Q 1,一次电流i p 从Q 1中转移到C 1、C 3支路中,给C 1充电,给C 3放电。

电容C 1上的电压为1o1113()()C I u t t n C C =−+ (2)因为电容C 1电压不能突变,Q 1零电压关断。

考虑到前面的假设,输出滤波电感很大,负载可以等效为恒流源,一次电流i p =I p =I o /n 1。

电容电压C 3在i p 作用下线性下降。

在t 2时刻,C 3放电完毕,其上电压下降到零,Q 3的反并联二极管VD 3导通,开关管Q 3可以在零电压下导通,逆变桥输出电压u ab 下降到零,开关模态2结束。

(3)模态3 [t 2~t 3] 如图3c 所示,在t 2时刻,C 3上电压下降到零,VD 3导通,一次电流i p 通过Q 4和VD 3续流,将电压u ab 钳位在零,阻断电容C 的电压u c 上升到U c 。

在阻断电容C 作用下,一次电流将迅速下降,导致二次电流也迅速下降,二次侧整流开关管Q 5导通,输出电流I o 与二次电流的差值将通过二次侧整流器续流,从而将变压器一、二次侧短路,故阻断电容电压U c 全部加在变压器漏感L lk 上。

电流i p 线性下降o c p 21lk ()I Ui t t n L =−− (3)式中 L lk ——变压器T 1的漏感 在这个模态结束时,i p 下降到零。

(4)模态4 [t 3~t 4] 如图3d 所示,i p 保持为零,在阻断电容电压U c 作用下i p 将反向,但这时由于Q 4串联了二极管VD 4,阻止了i p 的进一步变化,所以阻断电容电压不变,Q 4仍然导通,但是没有电第22卷第7期孙铁成等 改进型具有电压钳位的全桥ZVZCS PWM DC/DC 变换器 49流流过。

变换器不向负载传输功率。

这段时间实际上为滞后桥臂开关管状态转换之间的死区时间。

在这个时间段内,剩余少数载流子被继续复合移去。

在这个模态中,开关管Q 4可以在零电压、零电流状态下关断。

(a )模态1 [t 0~t 1](b )模态2 [t 1~t 2](c )模态3 [t 2~t 3](d )模态4 [t 3~t 4](e )模态5 [t 4~t 5](f )模态6 [t 5~t 6]图3 变换器的工作模态Fig.3 Operation modes of the converter(5)模态5 [t 4~t 5] 如图3e 所示,在t 4时刻,关断整流部分开关管Q 5,开关管Q 2导通,由于此时有漏感的存在,一次电流i p 不可能突变,需经过一定的滞后才能迅速的上升,因此Q 2的导通为零电流导通过程。

Q 2导通后,输入电压加到变压器漏感上面,一次电流i p 线性增加in p 4lk ()c U U i t t L +=− (4)在开关管Q 2导通的同时,开通钳位电路开关管Q c ,把钳位电容C w 吸收到的电压过冲通过变压器T 2迅速反馈到一次侧。

(6)模态6 [t 5~t 6] 如图3f 所示,在t 5时刻,钳位开关管Q c 关断,整流开关管Q 6导通,一次电流i p 在阻断电容电压和输入电压的作用下迅速线性上升。

i p 上升到等于输出电流反射值I o /n 1,变压器二次电压被钳位电容C w 通过VD 6和VD 7钳位,这样变压器二次电压过冲通过增加辅助钳位电路得到减小。

输出电流全部通过变压器二次侧,电源再次向负载输送能量。

在这之后,阻断电容C 上的电压u C 将由正向负逐渐减小,开始下半个对称的开关周期。

3 变换器特点的分析(1)实现软开关工作。

实现超前桥臂开关管的ZVS 和滞后桥臂开关管的ZCS 。

相关文档
最新文档