一種基于軟開(kāi)關(guān)三電平DC/DC開(kāi)關(guān)電源的研制
為簡(jiǎn)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(gè)穩態(tài)開(kāi)關(guān)周期內有9個(gè)工作模態(tài),分析如下:
新周期開(kāi)始前超前管VS1導通,負載電流通過(guò)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(shí)uab=urec= 0,ip=0。
模態(tài)1(t1~t2) t1時(shí)刻,滯后管VS2導通,新周期開(kāi)始。由于ip=0,VS2此時(shí)ZCS開(kāi)通。uab=Uin/2,ip線(xiàn)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(shuō)明該模態(tài)中次級存在占空比丟失現象。
模態(tài)2(t2~t3) t2時(shí)刻,ip達到Io/n,VDR1,VDR4關(guān)斷,初級開(kāi)始向負載傳遞能量。由于CA上電壓為零,VDR1,VDR4為ZVS關(guān)斷。同時(shí)VDA1導通,輸入部分能量通過(guò)Ilk,VDA1向CA充電。記Uins(m2)為此模態(tài)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(tài)9(t9~t10) t9時(shí)刻,CA放電結束,VDA2關(guān)斷(ZVZCS),Lf,Cf開(kāi)始提供負載電流,VDR1~VDR4全部開(kāi)通,負載電流通過(guò)整流二極管續流。
3 實(shí)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(lái)的ZVS移相控制電路相比有所不同,VS1關(guān)斷后,在urec下降到UCAM之前,超前臂的瞬態(tài)過(guò)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(guò)程,為實(shí)現超前臂的ZVS,必須有一定的漏感儲能。
模態(tài)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(shí)現ZVS的最小負載電流。
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