电力电子电源技术及应用4.3.pptVIP

2. 滞后桥臂软开关条件 工作过程的第3阶段，滞后桥臂谐振阶段的等效电路如图。 初始条件：初始条件：uC4(0)=0，ip(0)=I2 若C1=C2=C ① 若要保证通过谐振使导通管结电容完全放电，必须满足： ② 上面第二个条件很容易满足，即： 解得： 4.3.2 移相控制ZVS－PWM全桥变换器软开关实现条件 4.3.3 移相控制ZVS－PWM全桥变换器的占空比丢失 对于移相全桥PWM软开关变换器，其副边的整流环节相当于单相双半波或单相桥式整流电路，在变压器副边的整流二极管换相时存在着换相重叠，在换相重叠期间直流侧电压为零，通常在移相全桥PWM软开关变换器中称之为占空比丢失，如图所示的阴影部分，变压器漏抗越大，占空比丢失越多。 假设，ip(t3)=I1，ip(t7)=-I2，占空比丢失为ΔD，则： 假设滤波电感足够大，滤波电感中的电流纹波可以忽略，则I1=I2=Io/n，代入上式得： 4.3.3 移相控制ZVS－PWM全桥变换器的占空比丢失 4.3.4 移相控制ZVS－PWM全桥变换器的优缺点分析 与常规的全桥PWM变换器相比，移相控制ZVS—PWM全桥变换器具有很明显的优势：后者取消了Snubber电路，利用变压器漏感与开关管结电容谐振。在不增加额外元器件的情况下，通过移相控制方式，使功率开关管实现了零电压导通，减小了开关损耗；降低了开关噪声，提高整机效率，减小了整机的体积与重量；保持了恒频控制，且开关管的电压电流应力与常规的全桥PWM变换器基本相同。 其主要缺点为：滞后臂开关管在轻载下将失去零电压开关功能；原边有较大环流，增加了系统通态损耗；存在着占空比丢失；输出整流二极管为硬开关，开关损耗较大。 主要内容: 4.4.1变压器一次侧加饱和电感和隔直电容的ZVZCS变换器 4.4.2二次侧有源箝位ZVZCS全桥变换器 ? 4.4.3其他典型ZVZCS全桥变换器 4.4 移相控制ZVZCS-PWM全桥变换器 前面所提的ZVS－PWM全桥变换器的应用仍受到限制，如：高的环流能量、占空比损失、对滞后桥臂开关实现零电压有限制的负载范围，并且对功率MOSFET管的输入、输出电容有较苛刻的要求等。 现有的ZVZCS-PWM全桥变换器，按照其辅助电路位置大致可以分为两类： 第一类：变换器的辅助电路位于主变压器一次侧，通过引入一个阻断电压源，在续流期间将原边电流复位至零，如利用超前桥臂IGBT的反向雪崩击穿电压的ZVZCS电路。 第二类：变换器的辅助电路位于二次侧，通过引入反向阻断电压源并反射到原边，实现续流期间对原边电流的复位，如在变压器副边采用有源钳位?、耦合电感等的ZVZCS电路。 4.4 移相控制ZVZCS－PWM全桥变换器 4.4.1变压器一次侧加饱和电感和隔直电容的ZVZCS变换器 如图(a)所示的ZVZCS－PWM全桥变换器与ZVS－PWM全桥变换器相类似，超前桥臂的工作机理是相同的，零电压开关工作。但是在滞后桥臂的工作中，零电流开关工作，为此电路中加入小容量的隔直流电容Cb，并加入小的饱和电抗器LS。 变压器原边加饱和电感和隔直电容全桥变换器主电路拓扑与主要工作波形 工作原理： ZVZCS－PWM全桥变换器的基本电路结构与零电压开关全桥PWM变换器是相同的，只是在桥路的初级侧加入一个小的隔离电容和饱和电抗器。控制方式也是相同的，为相移PWM控制。 为了便于分析，在稳态工作时我们假定： ① 所有的元件是理想的； ② 当不饱和时，饱和电抗器电感为无穷大，当饱和时，电感为零； ③ 输出滤波电感足够大，在开关周期内，可以认为是恒流源； ④ 假设C1=C2=C3=C4=C。 在每个工作半周期间，变换器有六个工作阶段，对应六种开关模态，下面具体分析： 4.4.1变压器一次侧加饱和电感和隔直电容的ZVZCS变换器 （1）t0之前，开关模态0，等效电路如右图所示。开关VT1和VT4导通，输入功率传递给负载，这期间，饱和电抗器LS饱和，隔离电容Cb上的电压线性上升。 其中n是变压器初级与次级匝比，下同；UCbP是电容Cb的峰值电压。 开关模态0 4.4.1变压器一次侧加饱和电感和隔直电容的ZVZCS变换器 （2）t0～t1阶段，开关模态1，等效电路如右图所示。t0时刻，VT1关断，电流向VT1、VT2的结电容C1、C2转移，C1充电，C2放电，开关管VT1两端电压uC1线性上升