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HPWM技術(shù)在逆變器中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2012-03-07 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
3、實(shí)現(xiàn)的條件及范圍

  由以上的工作模式可知,由于電容C1C3的存在,S1S3容易實(shí)現(xiàn)關(guān)斷;要實(shí)現(xiàn)功率管的零電壓開(kāi)通,必須保證有足夠的能量在其開(kāi)通之前抽去等效并聯(lián)電容上所儲(chǔ)存的電荷,即
    (13)


  在上面的分析中,下管總是容易實(shí)現(xiàn)開(kāi)通,因?yàn)槠溟_(kāi)通時(shí)刻總是在電感電流的瞬時(shí)最大值的時(shí)刻,即使輕載時(shí)電感儲(chǔ)存的能量也可以保證其實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通;對(duì)于上管來(lái)說(shuō),則必須在零態(tài)續(xù)流模式中電感電流瞬時(shí)值由正變負(fù),達(dá)到一定負(fù)向值,才能保證在下管關(guān)斷時(shí)該電流可以使上管等效并聯(lián)電容放電,從而實(shí)現(xiàn)其零電壓開(kāi)通。此種情況實(shí)際為輸出半個(gè)周期中電感電流與輸出電壓同向,即Uo>0,iL>0的情況;當(dāng)二者反向即iL0時(shí),則上下管的情況正好互換,上管容易實(shí)現(xiàn)ZVS開(kāi)通,而下管實(shí)現(xiàn)ZVS的條件則同樣在零態(tài)續(xù)流模式中要保證電感電流瞬時(shí)值反向。對(duì)輸出電壓負(fù)半周,上下管實(shí)現(xiàn)ZVS的情況與正半周相同。

  濾波電感的取值直接影響ZVS實(shí)現(xiàn)的范圍,也影響到電路的效率。考慮到輸出電壓半個(gè)周期內(nèi)電路可以等效為一BUCK變換器,由此得濾波電感的最大值需
。電感值大,電感電流瞬時(shí)值變化范圍小,ZVS實(shí)現(xiàn)的范圍減小,也就是說(shuō)在較大負(fù)載情況下,在半波電感電流峰值附近上管難以實(shí)現(xiàn)ZVS開(kāi)通,從而仍然有較大的開(kāi)通損耗;電感取值減小,其電流瞬時(shí)值脈動(dòng)變大,則ZVS實(shí)現(xiàn)的范圍加大,開(kāi)通損耗可以減小,但此時(shí)由于整個(gè)輸出周期內(nèi)電感上的瞬時(shí)電流的高頻脈動(dòng)很大,因而磁芯的磁滯及渦流損耗增加。所以,電感的取值、ZVS實(shí)現(xiàn)的范圍及電路的效率之間需根據(jù)具體情況適當(dāng)折衷。

  在實(shí)際應(yīng)用中需做以下說(shuō)明:

  1.如考慮負(fù)載功率因數(shù)較大的情況下,則Uo,iL在整個(gè)周期大部分時(shí)間內(nèi)為同向,即有式tdead2>tdead1成立。為充分保證上管的實(shí)現(xiàn),則可以考慮在下管驅(qū)動(dòng)附加加速關(guān)斷措施,如采用電阻二極管網(wǎng)絡(luò),以適當(dāng)增加下管關(guān)斷到上管開(kāi)通之間的死區(qū)時(shí)間。

  2.由上述可知,由于要保證ZVS的實(shí)現(xiàn),則濾波電感上必然存在較大的電流脈動(dòng),因而電感的磁芯損耗比較大,實(shí)際應(yīng)用須選用電阻率高、高頻損耗小的磁芯材料。

  3.同理由上述的分析,由于ZVS實(shí)現(xiàn)的范圍與電感磁芯損耗的矛盾,在負(fù)載范圍較大的情況下,很難折衷得到很好的效果,因此該方式只適用于較小功率的應(yīng)用場(chǎng)合,而應(yīng)用于較大功率場(chǎng)合時(shí),則可以考慮用相同功率的模塊實(shí)現(xiàn)并聯(lián)。


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