pic2-1移相全桥软开关DC/DC变换器的电路pic
2.1.2主要电量波形pic
如pic2.2所示,是移相全桥软开关变换器各电量的波形。[6]其中 、 为超前臂开关管的驱动信号波形, 、 为滞后臂开关管的驱动信号波形, 为原边电流波形, 、 分别为副边整流二极管和原边AB两点间的电压波形。
pic2-2各电量波形pic
2.1.3电路工作原理的分析
电路在一个周期中,共有12个工作阶段。为方便详细地了解电路,我们在以下条件下分析:
1) 所有器件有理想化。(电感电容,开关器件)
2) 。
3) 。
4) 一个周期内输出滤波电感上的电流文持稳定。
5) 变压器为理想的, .
下面我们逐一分析各阶段工作情况:
[ ]如pic, 同时导通, ,原边电流经开关管 谐振电感 、原边绕组、 流通,输出整流管 ,能量由原边流向副边。
pic2-3开关模态( )各电量波形
2)[ :如pic,在 时刻关断 管,原边电流的通路变成到 和 所在支路, 上储存电能, 上释放电能。此过程中,滤波电感 和谐振电感 是串联的,由于滤波电感 值较大,原边电流 等效为连续恒流源。因为 上的电压由零开始上升的,则 可看作零电压关断。当 的电压上升到电源电压时, 的电压刚好降为零,二极管 开通,此时 ,这一阶段结束。
pic2-4开关模态( 时各电量波形
这一阶段的时间 ,电容电压 为:
3) :如pic2-5 , 完成充放电之后,原边电流 保持从A到B流动, 的续流回路从 转移到二极管 上,此时 的电压被牵制为零, 零电压开通, 中无电流通过,此时 ,仍由二极管 给原边电流续流,原边电流保持
原来流向, 的充放电时间不长,将副边滤波电流折算到原边 。
pic2-5在 时,各电量波形
4. :如pic2-6所示, 时刻,关断 ,原边电流由 和 提供通道, 转移到 和 中, 的电压逐渐下降到零, 正好为零电压开通, 的极性变为负,
变压器副边绕组极性上负下正,整流二极管 开通,上边绕组虽然受到反向电压,
但正向电流较大,不会立即反向,电流流过 ,导致 和 同时导通,副边绕组上的电压为0,使副边到原边的等效电感 失效,原边电压 直接加在谐振电感 上,此时谐振电路由 , 和 构成。
pic2-6在 时,电流通路和各电量波形
如pic2-7,谐振过程的微分方程式为:
其中 , ,假设谐振末状态: 则 , , 的电压为:
时刻。 上的电压上升至 , 导通,为 ,
此模态结束,持续时间为 2-9
下pic表示这个过程的谐振状态:
pic2-7谐振等效电路pic
第四阶段[ ]:
如pic所示,在 ,谐振结束,
此时 开通, 上暂时没有电流,由 提供续流通道,谐振电感 的储能反馈回电源。原边电流经 流通,副边电流经 ,
仍然都导通,副边绕组仍被短接,原边电压为0, 仍然加在 上,原边电流 , 刻,原边电流降为0,二极管 和 , 和 续流,这期间需要时间为 。要符合软开关的条件,开关管 和 之间要设置死区时间 ,
pic2-8在[ - ]时,电流通路和各电量波形
第五阶段 :如pic2-9,原边电流由正值减小,后来反向为负,负值慢慢增加, 构成电流通路。由于原边仍不符合负载电流流通的条件,两个整流二极管承担电流续流的通道,因此原边绕组仍然被短路,谐振电感承受电源电压 ,原边电流由正变负,并沿反向增大。开始时, ,可得方程
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