一种基于软开关三电平DC/DC开关电源的研制

时间:2012-12-14来源:网络

为简化分析,作如下假设:电路各器件均为理想元件;Lf足够大,其电流不变;将Cf看作恒压源。变换器在半个稳态开关周期内有9个工作模态,分析如下:
新周期开始前超前管VS1导通,负载电流通过整流二极管续流,a,b间电压、次级电压、初级电流分别为uab,urec,ip,此时uab=urec= 0,ip=0。
模态1(t1~t2) t1时刻,滞后管VS2导通,新周期开始。由于ip=0,VS2此时ZCS开通。uab=Uin/2,ip线性增加。由于ip仍小于负载电流Io折算到初级的值Io/n,VDR1~VDR4全部导通,urec为零,说明该模态中次级存在占空比丢失现象。
模态2(t2~t3) t2时刻,ip达到Io/n,VDR1,VDR4关断,初级开始向负载传递能量。由于CA上电压为零,VDR1,VDR4为ZVS关断。同时VDA1导通,输入部分能量通过Ilk,VDA1向CA充电。记Uins(m2)为此模态中初级折算到次级的等效电压,Llk(m2)为折算到次级的等效漏感,则CA的电流iCA电压uCA,ip及urec分别为:

模态9(t9~t10) t9时刻,CA放电结束,VDA2关断(ZVZCS),Lf,Cf开始提供负载电流,VDR1~VDR4全部开通,负载电流通过整流二极管续流。

3 实现ZVZCS的条件
3.1 超前桥臂ZVS范围
续流阶段超前臂的ZVS特性与原来的ZVS移相控制电路相比有所不同,VS1关断后,在urec下降到UCAM之前,超前臂的瞬态过程与ZVS移相控制电路一致,Lf参与谐振;在urecUCAM后,仅有漏感参与谐振过程,为实现超前臂的ZVS,必须有一定的漏感储能。
模态5中,urec下降到UCAM,Lf参与对C1充电,对C4放电,根据式(2)中第3式,可得:
h1.jpg
式中:IoZVSm为实现ZVS的最小负载电流。
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关键词: 变换器 软开关 三电平 电压应力

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