零电流关断时,关断命令在t2时刻或者在它之后给出,与开通命令下达后相反,开关 器件端电压由通态值上升到断态值,开关器件即进入关断状态。
2。2。2 零电压开关(ZVS)
图 2-2 零电压开关
开关关断或开通前,电压降低或直接降到零,那么开关关断时不会就不会产生损耗和 噪音。这样实现零电压开通或者关断的开关就叫做零电压开关,即 ZVS。
零电压开关有两种状态:
零电压开通时,开关开通命令在t1时刻给出,开关器件的电流由断态值上升到通态值, 开关器件变为导通状态。在t1时刻之前,开关器件端电压下降到通态值(约为零),在电
流上升到通态值之前一直维持这样的状态。
零电压关断时,关断命令在t2时刻或者在这之后给出,开关器件电流从通态值下降到 断态值之后,电压才会从通态值上升到断态值,开关器件进入截止状态。在t2以前,开关
器件的端电压都一直维持在通态值,即约为零的状态。
2。3 移相控制零电压 PWM 全桥变换器的工作原理
所谓的移相控制全桥 ZVS-PWM 变换器就是指在电路拓扑中利用变压器的漏感或原边 串联电感和功率开关管的寄生电容或外接电容来实现零电压开关,它的电路结构和主要波 形如图 2-3 所示。移相软开关技术实现的基本电路结构为零电压软开关技术。文献综述
在分析移相全桥电路的工作原理前,首先作如下假设: 1。所有开关管、二极管均为理想器件;
2。所有电感、电容和变压器均为理想元件;
3。C1=C3=Clead,C2=C4=Clag;
4。 Lf>>Lr/K2,K 是变压器原副边匝数比。
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6
图 2-3 变换器主电路及主要波形
由图 2-3 可知,除了死区时间外,全桥电路中总有两个功率管同时导通,其组合开通
为Q1和Q4,Q4和Q3,Q3和Q2,Q2和Q1,周而复始。其中Q1和Q4、Q3和Q2组合时,全桥 电路输出能量;Q2和Q1,Q4和Q3组合时,全桥电路处于续流状态,不输出能量。改变这
两类组合的时间比,即改变移相角,实现输出电压的调节。
各开关状态的工作情况描述如下: 1。开关模态 0:
在t0时刻,Q1和Q4通。原边电流ip流经Q1变压器原边和Q4,副边电流流经副边绕组Ls, 整流管Dr,输出滤波电感Lr,输出滤波电容Cf和负载。
2。开关模态 1:[t0~t1]
t0时刻关断Q1,原边电流从Q1中转移到C3和C1支路中,给C1充电,同时C3被放电。在 这个时段里,Lf和Lr是串联的,而且Lf很大,Lr近似于一个恒流源。C1的电压线性上升,C3的 电压从Vin开始线性下降,因此,Q1是零电压关断。在 tt1时刻,C3的电压下降到零,Q3的 反并二极管D3自然导通。
3。开关模态 2:[t1~t2]
D3导通后,将Q3的电压钳在零位。此时开通Q3,则Q3零电压开通。虽然这时候Q3被 开通,但Q3 中并没有电流流过,原边电流由D3 流通。Q1 和Q3 驱动信号之间的死区时间 td>t01 (t01代表t0到t1这段时间)。在这段时间里,原边电流等于折算到原边的滤波电感电 流。在t2时刻,原边电流下降到I2。来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*
4。开关模态 3:[t2~t3]
在t2时刻,关断Q4,此时原边电流ip转移到C2和C4中,一方面抽走C2上的电荷,另一 方面同时C4充电。由于C2和C4的存在,Q4的电压是从零慢慢上升的,因此Q4是零电压关 断。此时,Vab=-VC4,Vab的极性由零变为负,变压器副边绕组电势下正上负,整流二极 管D2导通,副边绕组Ls中开始流过电流。由于整流二极管D1和D2同时导通,将变压器副 边绕组短接,变压器副边绕组电压为零,原边绕组电压也为零,Vab直接加在谐振电感Lr上, 因此在这段时间里实际上谐振电感Lr和C2、C4在谐振工作。在t3时刻,C4的电压上升到Vin, D2自然导通,结束该开关模态。