高等电力电子技术教学课件作者张兴第七章节课件幻灯片.pptVIP

图7-26所示的二次侧采用有源钳位?的ZVZCS全桥逆变器能为原边滞后桥臂开关提供ZCS条件，电路拓扑简单。但是附加的开关工作在硬开关状态下，增加了损耗和控制的复杂性，且环流较大，钳位的效果与占空比有关。 7.4.2二次侧有源箝位ZVZCS全桥变换器 改进的二次侧有源钳位的ZVZCS全桥逆变器电路拓扑 ? 该电路仍采用移相控制，超前臂的ZVS的工作原理和其他各种PS-ZVZCS-PWM全桥变换器一样，而滞后臂的ZCS则是通过在原边环流期间开通钳位开关，使得输出滤波电感两端电压为零，而输出滤波电容和钳位电容两端电压反射到原边加到漏感上，使原边环流快速复位而实现的。该电路的主要工作波形如图7-27(b)所示。 ? 7.4.2二次侧有源箝位ZVZCS全桥变换器 7.4.3其他典型ZVZCS全桥变换器 滞后桥臂串堵塞二极管的ZVZCS全桥变换器 该拓扑是在带饱和电感的拓扑的基础上经过改进而得出的，其与变压器原边带饱和电感的拓扑在运行机制和预期效果上均差别不大，所不同的是，该拓扑结构取消了变压器原边的饱和电感，同时在原边电路的滞后桥臂串入两个二极管。通过采用这种方式，在原边电流复位之后，由于二极管不能反向导通，从而将原边电流钳位为零，为滞后桥臂的零电流开通创造了条件。 图7-29 滞后桥臂串二极管和原边串 隔直电容的ZVZCS全桥变换 器主电路 2.二次侧带无源钳位电路的ZVZCS全桥变换器 在移相控制的全桥变换器副边增加一个由一个电容和两个二极管组成的无源钳位电路，该无源钳位电路，没有耗能元件和有源开关，不仅为原边开关提供了ZVZCS条件，并可以钳位副边整流电压，电路结构简单。图7-31?给出该变换器的电路拓扑和工作波形。 7.4.3其他典型ZVZCS全桥变换器 3. 基于耦合电感的ZVZCS全桥变换器 工作原理如下： 变换器输出功率期间， 由于辅助绕 组LC与滤波电感Lo耦合， LC两端将产生感应电动势uLc，但由 于二极管VDC反偏，因此辅助电路 中没有电流，原边电流应力保持不 变。当变换器超前桥臂开关管关断时， 副边电压开始减小，Lo进入续流阶段。 当Lo两端电压极性变为左正右负时，uLc的极性翻转。当副边电压进一步下降到满足 VDC导通条件时，LC开始参与续流过程。此时，uLc反射到原边，构成反向阻断电压 源使原边电流iP迅速下降至零，此时开关滞后臂功率管，即可实现零电流开关 （ZCS）。这种电路结构简单没有耗能元件和有源开关，不增加原边的电流应力。 7.4.3其他典型ZVZCS全桥变换器 7.3.1 移相控制ZVS－PWM全桥变换 器工作原理 如图所示的移相全桥ZVS－PWM变换器中VT1、VT2分别超前VT4、VT3一个相位角，VT1、VT2构成的桥臂称超前桥臂，VT4、VT3构成的桥臂称滞后桥臂。 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=C2=C3=C4=C ④ LLr/n2，n为变压器原副边匝比。 在一个开关周期中，移相控制ZVS－PWM全桥变换器有12个工作阶段，右上图为该变换器的工作波形。 7.3.1 移相控制ZVS－PWM全桥变换 器工作原理 （1）t0 ~ t1阶段，超前臂谐振阶段，等效电路如图7-19(a)所示。t0之前，VT1、VT4导通，uAB为+Ui，t0时刻，VT1关断，变压器原边电流ip从VT1转移到C1、C2支路，这时Lr与L（注意：折算到原边的值为n2L）串联和C1、C2开始谐振，由于n2L足够大，ip基本不变，因此谐振过程C1两端电压线性增大，C2两端电压线性减小，直到t1时刻，C1两端电压增大到Ui，C2两端电压减小到零，VD2导通，谐振过程结束，第1阶段结束。 a） 阶段1，超前臂谐振阶段 7.3.1 移相控制ZVS－PWM全桥变换 器工作原理 （2）t1~t3阶段，续流阶段，等效电路如图7-19(b)所示。t1时刻，C1两端电压增大到Ui，C2两端电压减小到零，VD2导通，将VT2两端电压钳位成零电压，t2时刻开通VT2，则VT2零电压开通，这时由负载电流（恒流）折算到变压器原边的电流ip经VT4、VD2续流，uAB为零，变压器副边电流路径不变，直到t3时刻，VT4关断，第2阶段结束。注意，若负载不是恒流源，变压器原边电流在这一阶段将开始下降，VD5、VD6将开始换相。 b） 阶段2，续流阶