新型ZVZCT軟開關PWM變換器的研究
(7)T6-T7:T6以后,流過輔助管S2的漏源電流為零,此后給輔助管S2加關斷信號可使S2零電流關斷,而且T6以后整流二極管已完全導通,電路又回到傳統的PWM工作狀態。T7時輔助管S3導通,電路又重復上一個周期的工作。
3參數設計
3.1諧振網絡參數的設計
(1)輔助管脈沖寬度的確定
輔助管S2的脈寬≥為主開關管S1實現零電流關斷的準備時間T45+電感LR2中能量全部釋放的時間T56。輔助管S3的脈寬≥為主開關管S1實現零電壓接通的準備時間(T01+T12)+電感LR1中能量全部釋放的時間T23。
本設計中取T01+T12=0.05T,T45=0.03T,其中T為開關周期。
(2)設置電流系數Ki
Irm為流過電感LR1電流的最大值。Ki值大于1。
(3)設置電壓系數KV
Vc2max為電容C2的最高電壓,KV≥1。
(4)諧振電感、電容的計算
①零電壓接通過程(ZVT) 由ZVT的動作原理可知,主開關管是零開通損耗,關斷時靠電容C1緩沖減少關斷損耗,定性地說較大的C1有利于減小關斷損耗,但C1越大,存儲的能量C1VDS2越多,C1能量再經諧振轉移到LR1上使電流峰值增高,關斷損耗增大。可見這部分諧振能量究竟取多大,才能使主開關管的總損耗最小是設計此電路的關鍵。
其中Ii取電感電流最大值PO/Vimin,(PO為輸出功率),C1包括諧振電容、主管寄生電容和整流二極管的結電容。
②零電流關斷過程(ZCT) 從ZCT的工作原理可知,主管是零關斷損耗,關斷時靠諧振回路的分流使主開關管的電流發生轉移,為實現零電流關斷,諧振回路電流最大值但是太大的諧振電流又使諧振電感和輔助管的負擔加重,因此應根據以下公式,通過選取適當的電壓系數來計算諧振電容和電感。
3.2功率器件的選擇
設計功率器件時,主要應根據兩個基本參數來選擇。第一個參數是功率器件截止時的耐壓值,第二個參數是功率器件在導通時所能承受的最大電流值。這兩個參數的選擇是由開關變換器的類型決定的。表1列出了新型軟開關電路中幾個主要功率器件的電流、電壓應力。
表1開關管與二極管的電流電壓應力
電流應力 | 電壓應力 | |
---|---|---|
主開關管S1 | Ii=IO/(1-D) | VO |
主二極管D | Ii=IO/(1-D) | VO |
注:表中D為占空比
(1)輔助管S2:輔助管S2僅在T4-T6流過電流,在一個周期的其它時間電流均為零。T4-T5時,LR2通過S1、D1、S2與C2、C3發生諧振,流過S2電流按正弦規律上升,。T5-T6時LR2、C2通過D6、D諧振,S2電流減小,直到T6時iLR2=0。在T5時,電流達到最大值Ii。
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