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移相全橋ZVS變換器整流橋寄生振蕩的抑制

作者: 時間:2012-03-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  上述原邊帶的ZVS移相全橋變換器電路的主要工作波形如圖3所示。在一個開關(guān)周期中,該變換器共有18種開關(guān)狀態(tài),后9種類似前9種。在此只分析前9種狀態(tài)。在分析前,作如下假設(shè): (1)除輸出整流二極管外,所有開關(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理想二極管和一個電容并聯(lián),且這些電容大小相等,即CDR1 =CDR2 =CDR3 =CDR4。

  圖4給出了起作用前后的t5 ~t間幾個開關(guān)狀態(tài)的等效電路(主要電流通路用粗黑線表示)。各開關(guān)狀態(tài)工作情況描述如下:

  在t0時刻之前,原邊Q1和Q4導(dǎo)通,副邊輸出整流管DR1和DR4導(dǎo)通, DR3和DR2截止, CDR3和CDR2中充滿電荷。t0時刻關(guān)斷Q1,原邊電流ip給C1充電,同時給C3放電,A點電壓下降。由于有C1和C3,Q1是零電壓關(guān)斷。此時變換器諧振工作,參與諧振的是諧振電感、超前管結(jié)電容和副邊整流二極管結(jié)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(cè)給C1充電和給C3放電。CDR3和CDR2放電,ip和iLr諧振下降。由于C點電位始終大于0,故D6不可能導(dǎo)通。同時由于CDR3和CDR2放電,副邊電壓減小,原邊電壓隨之減小,而B點電位鉗在0,所以C點電位必定小于輸人電壓Vin,因此D5也不可能導(dǎo)通。

  t1時刻,C3的電壓下降到零,即A點電位降為0, D3自然導(dǎo)通,此時可以零電壓開通Q3。此后CDR3和CDR2繼續(xù)放電,iLr和ip繼續(xù)下降。
  t2時刻,CDR3和CDR2放電結(jié)束,DR3和DR2導(dǎo)通,四個整流二極管全通,副邊短接,則變壓器原邊C點電壓下降到0. iLr與ip相等,處于自然續(xù)流狀態(tài)。
  t3時刻零電壓關(guān)斷Q4 , 副邊四個整流二極管同時導(dǎo)通,Lr和C2、C4諧振工作,給C4充電,同時給C2放電,iLr與ip相等,一起線性下降。由于C4和C2的存在,Q4是零電壓關(guān)斷。到t4時刻,C4的電壓上升至Vin, C2的電壓下降到0,D2自然導(dǎo)通,此時可以零電壓開通Q2。
  t5時刻, ip由正值過零,且向負(fù)方向增加,Q3和Q2為ip提供通路,由于ip仍不足以提供負(fù)載電流, DR1~DR4仍然同時導(dǎo)通, Vrect=0。等效如圖4(a)所示。Vin全部加在Lr上,iLr、ip同時線性負(fù)增長。
  到t6時刻, ip達(dá)到折算至一次測的負(fù)載電流-iLf/K, DR1和DR4關(guān)斷, DR2和DR3流過全部負(fù)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時刻, CDR1和CDR4上的電壓上升到Vin /K,此時VBC上升到Vin,C點電位變?yōu)?,D6導(dǎo)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和二極管反向恢復(fù)造成的損耗。等效如圖4(c)所示。此時,iLr=- I4,ip=iLr+iD6。
  到t8時刻,iD6線性下降為零,D6自然關(guān)斷,該模態(tài)結(jié)束。
  t9時刻,原邊 Q2和Q3導(dǎo)通,輸出整流管DR2和DR3導(dǎo)通, DR1和DR4截止,一次側(cè)給二次側(cè)提供能量, 等效如圖4(d)所示。t9~t18類似t0~t9的工作情況,[t16,t17]期間,D5導(dǎo)通。

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