一種基于軟開關三電平DC/DC開關電源的研制
為簡化分析,作如下假設:電路各器件均為理想元件;Lf足夠大,其電流不變;將Cf看作恒壓源。變換器在半個穩態開關周期內有9個工作模態,分析如下:
新周期開始前超前管VS1導通,負載電流通過整流二極管續流,a,b間電壓、次級電壓、初級電流分別為uab,urec,ip,此時uab=urec= 0,ip=0。
模態1(t1~t2) t1時刻,滯后管VS2導通,新周期開始。由于ip=0,VS2此時ZCS開通。uab=Uin/2,ip線性增加。由于ip仍小于負載電流Io折算到初級的值Io/n,VDR1~VDR4全部導通,urec為零,說明該模態中次級存在占空比丟失現象。
模態2(t2~t3) t2時刻,ip達到Io/n,VDR1,VDR4關斷,初級開始向負載傳遞能量。由于CA上電壓為零,VDR1,VDR4為ZVS關斷。同時VDA1導通,輸入部分能量通過Ilk,VDA1向CA充電。記Uins(m2)為此模態中初級折算到次級的等效電壓,Llk(m2)為折算到次級的等效漏感,則CA的電流iCA電壓uCA,ip及urec分別為:
模態9(t9~t10) t9時刻,CA放電結束,VDA2關斷(ZVZCS),Lf,Cf開始提供負載電流,VDR1~VDR4全部開通,負載電流通過整流二極管續流。
3 實現ZVZCS的條件
3.1 超前橋臂ZVS范圍
續流階段超前臂的ZVS特性與原來的ZVS移相控制電路相比有所不同,VS1關斷后,在urec下降到UCAM之前,超前臂的瞬態過程與ZVS移相控制電路一致,Lf參與諧振;在urecUCAM后,僅有漏感參與諧振過程,為實現超前臂的ZVS,必須有一定的漏感儲能。
模態5中,urec下降到UCAM,Lf參與對C1充電,對C4放電,根據式(2)中第3式,可得:

式中:IoZVSm為實現ZVS的最小負載電流。
評論