移相全橋ZVS變換器整流橋寄生振蕩的抑制

作者：時(shí)間：2012-03-15 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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　　上述原邊帶箝位二極管的ZVS移相全橋變換器電路的主要工作波形如圖3所示。在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期中,該變換器共有18種開(kāi)關(guān)狀態(tài),后9種類(lèi)似前9種。在此只分析前9種狀態(tài)。在分析前,作如下假設: （1）除輸出整流二極管外，所有開(kāi)關(guān)管、二極管均為理想器件；（2）所有電感、電容和變壓器均為理想元件；（3）C1=C3=Clead，C2=C4=Clag；（4）

Ｋ是變壓器原副邊匝比；（5）輸出整流二極管等效為一個(gè)理想二極管和一個(gè)電容并聯(lián)，且這些電容大小相等，即CDR1 =CDR2 =CDR3 =CDR4。

　　圖4給出了箝位二極管起作用前后的t5 ~t間幾個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的等效電路（主要電流通路用粗黑線(xiàn)表示）。各開(kāi)關(guān)狀態(tài)工作情況描述如下：

　　在t0時(shí)刻之前,原邊Q1和Q4導通,副邊輸出整流管DR1和DR4導通, DR3和DR2截止, CDR3和CDR2中充滿(mǎn)電荷。t0時(shí)刻關(guān)斷Q1，原邊電流ip給C1充電，同時(shí)給C3放電，A點(diǎn)電壓下降。由于有C1和C3，Q1是零電壓關(guān)斷。此時(shí)變換器諧振工作，參與諧振的是諧振電感、超前管結電容和副邊整流二極管結電容。這樣，輸出濾波電感電流iLf一部分給CDR3和CDR2放電,其余部分折算到一次側給C1充電和給C3放電。CDR3和CDR2放電，ip和iLr諧振下降。由于C點(diǎn)電位始終大于0，故D6不可能導通。同時(shí)由于CDR3和CDR2放電，副邊電壓減小，原邊電壓隨之減小，而B(niǎo)點(diǎn)電位鉗在0，所以C點(diǎn)電位必定小于輸人電壓Vin，因此D5也不可能導通。

　　t1時(shí)刻，C3的電壓下降到零，即A點(diǎn)電位降為0, D3自然導通，此時(shí)可以零電壓開(kāi)通Q3。此后CDR3和CDR2繼續放電，iLr和ip繼續下降。
　　t2時(shí)刻，CDR3和CDR2放電結束，DR3和DR2導通，四個(gè)整流二極管全通，副邊短接，則變壓器原邊C點(diǎn)電壓下降到0. iLr與ip相等，處于自然續流狀態(tài)。
　　t3時(shí)刻零電壓關(guān)斷Q4 , 副邊四個(gè)整流二極管同時(shí)導通，Lr和C2、C4諧振工作，給C4充電，同時(shí)給C2放電，iLr與ip相等，一起線(xiàn)性下降。由于C4和C2的存在,Q4是零電壓關(guān)斷。到t4時(shí)刻，C4的電壓上升至Vin, C2的電壓下降到0,D2自然導通，此時(shí)可以零電壓開(kāi)通Q2。
　　t5時(shí)刻, ip由正值過(guò)零,且向負方向增加,Q3和Q2為ip提供通路,由于ip仍不足以提供負載電流, DR1~DR4仍然同時(shí)導通, Vrect=0。等效如圖4(a)所示。Vin全部加在Lr上,iLr、ip同時(shí)線(xiàn)性負增長(cháng)。
　　到t6時(shí)刻, ip達到折算至一次測的負載電流-iLf/K, DR1和DR4關(guān)斷, DR2和DR3流過(guò)全部負載電流。Lr與CDR1和CDR4諧振工作,給CDR1和CDR4充電。等效如圖4(b)所示。
　　在t7時(shí)刻, CDR1和CDR4上的電壓上升到Vin /K,此時(shí)VBC上升到Vin,C點(diǎn)電位變?yōu)?，D6導通,將VBC鉗在Vin,因此將CDR1和CDR4電壓鉗在Vin/K，從而消除了整流橋的尖峰電壓和二極管反向恢復造成的損耗。等效如圖4(c)所示。此時(shí)，iLr＝- I4，ip＝iLr＋iD6。
　　到t8時(shí)刻，iD6線(xiàn)性下降為零，D6自然關(guān)斷，該模態(tài)結束。
　　t9時(shí)刻,原邊 Q2和Q3導通,輸出整流管DR2和DR3導通, DR1和DR4截止，一次側給二次側提供能量, 等效如圖4(d)所示。t9～t18類(lèi)似t0～t9的工作情況，[t16,t17]期間，D5導通。

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