一種新穎的ZVZCSPWM全橋變換器
輸入直流電壓Vs=630(1±10%)V;
輸出直流電壓Vo=80V;
變壓器原副邊匝比N1∶N2=5.33,變壓器原邊漏感Lr=9μH;
輸出濾波電容Co=10000μF(電解電容);
輸出濾波電感Lf=20μH,N3∶N4=1.12,漏感Llks=1.8μH;
開關管S1~S4(IGBT) IRGPH50KK2(1200V,30A);
輸出整流二極管Dc,Dd,Df,Drec C60P40FE(400V,60A);
C1=C3=1nF;
Ch=0.47μF(電解電容);
R=30Ω,C=2.2nF,C′=6.6nF;
開關頻率f=80kHz。
圖7給出了實驗波形。從圖7(a)可以看出,在諧振周期內(nèi),原邊電流減小到零,從而消除了原邊的拖尾電流。從圖7(c)可以看出,通過S4的電流在驅(qū)動脈沖下降為零之前已經(jīng)減小到零,從而S4實現(xiàn)零電流關斷。從圖7(d)可以看出,在死區(qū)時間內(nèi),S1的電壓減小到零,從而S1實現(xiàn)零電壓導通。從圖7(e)和(f)可以看出,在一個諧振周期內(nèi),Ch在滿載時完全放電,而在輕載時卻沒有完全放電,使得環(huán)路電流根據(jù)負載條件變化作適應性調(diào)整。
圖8給出了根據(jù)原理樣機得到的效率曲線。滿載時效率最高,達到94%。
(a) 變壓器原邊電壓和電流的波形
(b) 變壓器次級電壓和吸持電容電壓波形
(c) 滯后臂S4的零電流關斷波形
(d) 超前臂S1的零電壓導通波形
(e) 滿載時吸持電容上的電壓電流波形
(f) 25%負載時吸持電容上的電壓電流波形
圖7 實驗波形
圖8 原理樣機效率曲線
4 結語
本文提出了一種新穎的ZVZCS PWM全橋變換器,并具體分析了它的工作原理、電路設計及性能。最后通過一臺4kW的原理樣機的試驗結果,證明了該變換器具有以下主要優(yōu)點:
——所采用的輔助電路無有源開關;
——次級整流二極管具有與傳統(tǒng)的全橋PWM變換器相同的電壓應力值;
——對吸持電容充放電的環(huán)路電流可根據(jù)負載的變化進行自適應調(diào)整;
——輔助電路二極管Dc實現(xiàn)了軟變換;
——能夠使變換器在開關頻率為80kHz且滿載時效率高達94%。
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