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基于單周期控制的移相全橋諧振變換器
作者：
時(shí)間：2012-03-15
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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模態(tài)1 T0時(shí)刻， 圖1中開(kāi)關(guān)管S1關(guān)斷，由于諧振電感電流續流，電容C2放電，電壓線(xiàn)性下降；C1充電，電壓線(xiàn)性上升。電容C2放完電后，電感電流流過(guò)反并聯(lián)二極管，此時(shí)S2導通，是零電壓開(kāi)通。
模態(tài)2 T0-T1，S2，S4同時(shí)導通，諧振回路繼續諧振.
模態(tài)3 T1時(shí)刻，S4關(guān)斷，由于諧振電感電流續流，電容C3放電，電壓線(xiàn)性下降；C4充電，電壓線(xiàn)性上升。電容C3放完電后，電感電流流過(guò)反并聯(lián)二極管，此時(shí)S3導通，是零電壓開(kāi)通。
模態(tài)4 T1- T2， S2，S3同時(shí)導通，諧振回路繼續諧振，一段時(shí)間后電流開(kāi)始反向。
模態(tài)5 T2時(shí)刻，開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷，由于諧振電感電流續流，電容C1放電，電壓線(xiàn)性下降；C2充電，電壓線(xiàn)性上升。電容C1放完電后，電感電流流過(guò)反并聯(lián)二極管，此時(shí)S1導通，是零電壓開(kāi)通。
模態(tài)6 T2- T3，S1，S3同時(shí)導通，諧振回路繼續諧振.
模態(tài)7 T3時(shí)刻，S3關(guān)斷，由于諧振電感電流續流，電容C4放電，電壓線(xiàn)性下降；C3充電，電壓線(xiàn)性上升。電容C4放完電后，電感電流流過(guò)反并聯(lián)二極管，此時(shí)S4導通，是零電壓開(kāi)通。
模態(tài)8 T3- T4， S1，S4同時(shí)導通，諧振回路繼續諧振，一段時(shí)間后電流開(kāi)始反向。
下圖給出了等效電路圖，輸入等效為一個(gè)方波電壓源，變壓器副邊等效為一個(gè)電阻。
圖3等效電路
對于諧振網(wǎng)絡(luò )另一個(gè)重要的參數就是幅頻特性，圖4是不同負載時(shí)的幅頻特性。由圖可見(jiàn)，在相同頻率和幅值的基波條件下，不同的負載得到的輸出不同，即輸出增益不同，因此在不同的負載條件下，改變基波的幅值大小即可得到相同的輸出電壓，這就是諧振變換器在輸入變化和負載變化是可以通過(guò)改變占空比來(lái)調整輸出的依據。同時(shí)為了實(shí)現軟開(kāi)關(guān)，整個(gè)諧振電路呈感性，這時(shí)電流滯后電壓，為軟開(kāi)關(guān)創(chuàng )造條件。
3 單周期控制回路
圖6 改進(jìn)單周期控制方式原理
本文采取改進(jìn)的單周期控制方式，這種控制方式對負載和輸入突變都有良好的動(dòng)態(tài)響應。見(jiàn)圖6所示的改進(jìn)單周期控制的buck電路，控制方式加入了一個(gè)pi調節環(huán)節。當輸入電壓變化時(shí)，改進(jìn)單周期控制方式同普通單周期控制方式一樣，能在一個(gè)開(kāi)周期內迅速調整。當負載突變時(shí)，直流輸出也會(huì )變化，此時(shí)的pi環(huán)節輸出也變化，這相當于單周期的參考發(fā)生變化，由于輸入直流母線(xiàn)不變，所以控制信號的占空比迅速變化，輸出得到很快的調整。本實(shí)驗中由單周控制模塊得到占空比，然后經(jīng)3875移相得到四路控制信號。
圖7單周期控制回路
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