新型兩相零電壓轉(zhuǎn)換PWM變換器的研究
加入技術交流群
(g) 模 態(tài) 7 (h) 模 態(tài) 8
(i) 模 態(tài) 9 (j) 模 態(tài) 10
圖 5 D≤0.5時 的 各 開 關 模 態(tài) 的 等 效 電 路
1）模態(tài)1[t0－t1] 對應于圖5（a），在t0時刻Sr導通，諧振電感Lr中的電流從0開始線性上升，升壓二極管D1及D2的電流開始減小。在t1時刻電感Lr的電流上升到Iin1＋Iin2，升壓二極管D1及D2的電流同時減小到0，D1及D2自然關斷，模態(tài)1結束。
2）模態(tài)2[t1－t2] 對應于圖5（b），在t1時刻升壓二極管D1及D2關斷，Lr，C1及C2開始諧振。電感Lr中的電流繼續(xù)上升，而電容C1及C2開始放電。iLr和vC1（vC2）分別為
iLr(t)=Iin1＋Iin2＋
sinωrr(t－t1)
vC1(t)=Vocosωrr(t－t1)
式中：ωrr=
；
Zrr=
；
Cr=C1=C2。
在t2時刻C1及C2的電壓同時下降到0，電感Lr1中的電流為iLr(t2)=Iin1＋Iin2＋
，模態(tài)2結束。該模態(tài)持續(xù)的時間為t12=
。值得注意的是：當D≤0.5時，諧振電路的特征阻抗為D>0.5時的
。相應地，諧振電感的初始電流是D>0.5時的2倍，諧振電流增大了
倍。因此，輔助電路處理的功率約為D>0.5時的2倍。
3）模態(tài)3[t2－t3] 對應于圖5（c），在t2時刻Ds1及Ds2同時導通，電感Lr中的電流一部分流過Iin1和Iin2續(xù)流，另一部分流過Ds1和Ds2續(xù)流，此時開通S1就是零電壓開通。S1的開通時刻應該滯后于Sr開通時刻。
4）模態(tài)4[t3－t4] 對應于圖5（d），在t3時刻Sr關斷，iLr線性減小，在t4時刻iLr減小到Iin1＋Iin2時，Ds1及Ds2同時關斷，模態(tài)4結束。
5）模態(tài)5[t4－t5] 對應于圖5（e），在該模態(tài)中iLr繼續(xù)線性減小，S1中的電流線性上升。在t5時刻S1中的的電流上升到Iin1，Lr中的電流減小到Iin2，模態(tài)5結束。
6）模態(tài)6[t5－t6] 對應于圖5（f），在t5時刻Ds1關斷，Lr和C2開始諧振，電感Lr中的電流繼續(xù)減小，而電容C2開始充電。iLr和vC2分別為
iLr(t)=Iin2－
sinωr(t－t5)
vC2(t)=Vo(1－cosωr(t－t5))
式中：ωr=
；
Zr=
；
Cr=C1=C2。
假如Iin2
，在t6時刻iLr減小到零，模態(tài)6結束。
7）模態(tài)7[t6－t7] 對應于圖5（g），在t6時刻輸入電流Iin2給電容C2恒流充電到Vo。在t7時刻，C2的電壓達到Vo，D2導通，模態(tài)7結束。
8）模態(tài)8[t7－t8] 對應于圖5（h），在該模態(tài)中主功率開關管S1和升壓二極管D2導通工作，在t8時刻，S1關斷，模態(tài)8結束。
9）模態(tài)9[t8－t9] 對應于圖5（i），在t8時刻關斷S1，輸入電流Iin1給電容C1恒流充電，C1的電壓從零開始線性上升，所以S1是零電壓關斷。在t9時刻C1的電壓達到Vo，此時升壓二極管D1自然導通，模態(tài)9結束。
10）模態(tài)10[t9－t10] 對應于圖5（j），在該模態(tài)中D1和D2導通工作。在t10時刻，輔助開關管Sr再次導通，開始另一半個開關周期的工作，其工作情況類似于上述的半個周期。
3 電路的基本特點
對于兩相Boost ZVT PWM變換器工作在連續(xù)導電模式而言，當一個主二極管導通時，輔助電路開始工作，為相應的主開關管提供零電壓開通和相應的二極管提供零電流關斷。為了使輔助電路高效運行，當輔助電路開始工作時，某一相的有源開關應該處于導通狀態(tài)。換句話說，占空比D應大于0.5。否則，如圖4中所示的輔助電路處理的功率約為D>0.5時的兩倍，因而增大了輔助電路的損耗。這種兩相Boost ZVT PWM變換器適用于電壓變換比大于0.5的場合。只用一個有源輔助開關就實現(xiàn)了兩相主開關管和二極管的零電壓開通和零電流關斷，并且主開關管和升壓二極管中的電壓、電流應力與不加輔助電路一樣。
4 諧振元件參數(shù)的設計
對于D>0.5的情況，根據(jù)上述原理分析知，要實現(xiàn)S1的零電壓開通，必須在S1的反并二極管導通之后才能給S1加柵極信號。為了保證ZVT開關的實現(xiàn)，S1的開通時刻應該滯后于Sr開通時刻，滯后時間td必須滿足
td>t01＋t12=
＋
（1）
S2的零電壓開通條件與S1一樣。
pwm相關文章:pwm原理
評論