摘要本文研究一种新型的高频dcdc开关功率变换器它采用电流模式移相pwm控制,在较大的负载范围内实现了开关器件的零电压软开关(zvs)论文最后.doc

摘要:本文研究一种新型的高频DC-DC开关功率变换器 .它采用电流模式移相PWM 控制,在较大的负载范围内实现了开关器件的零电压软开关(ZVS).论文最后给出了实验结果和两个主要波形,并做出了详细的说明.
关键词:DC-DC变换器,电流模式控制,移相PWM控制,零电压软开关(ZVS),倍流整流器(CDR)
1、引言
传统的PWM DC/DC 移相全桥零电压软开关(ZVS)变换器利用变压器的漏感或/和原边串联电感和开关管的外接或/和寄生电容之间的谐振来实现零电压软开关,由于超前桥臂和滞后桥臂实现零电压软开关ZVS的条件不尽相同,导致了滞后桥臂实现零电压软开关ZVS的难度比超前桥臂要大得多;输出整流二极管换流时关断的二极管反向恢复会引起次级较大的电压尖峰;,以下提出了一种改良型的电路拓扑结构.
2、改良型移相全桥ZVS DC-DC变换器主电路
改良型移相全桥ZVS DC-DC变换器主电路结构和各点波形对照如下列图2-1(a)和(b)所示:
容易看出改良型的电路拓扑与根本型电路的主要差异在于副边整流电路,该整流电路被称为倍流整流器(Current-Doubler Rectifier,CDR),,倍流整流器的高频变压器副边绕组仅需一个单一绕组,,,,,因此可做得较小,另外双电感也更适合于分布式功率耗散的要求.
以下我们来研究一下改变整流电路后变换器主电路的工作状况有什么不同.
由于电路工作状态在一个周期内可以分为两个完全一样的过程,所以以下仅仅分析半个周期的情况,而这半个周期又可分为以下三种开关模态(对照上图2-1所示).
(1). 开关模态 1: t0 < t < t1 其中t1=DTs/2
此时Q1和Q4同时导通,变压器副边电感L1和整流管DS2 导通, -2:
其中,a为变压器变比,Vin是直流母线电压,I1和I2分别是电感L1和 L2电流(L1=L2=Ls),此时有如下等式成立:
当Q4关断时该模态过程结束.
(2).开关模态 2 : t1 < t < t2 其中t2≤Ts/2
在t1时刻关断Q4 ,此时副边电感L1中储存的能量给Q4电容(或并联电容),Q4关断和Q3开通之间至少要存在一死区时间Δt1, 使得在Q3开通前D3首先导通,且有等式:
是开关管漏源两端等效电容,Ip1为 ,变压器副边两个二极管DS1 和DS2同时导通,-3所示:
此时有如下电路方程成立:
其中D为脉冲占空比,fS为电路工作频率,L"ik为主边变压器漏感(或与外接电感的串联值),rt是变压器原边等效电阻,τ是原边等效电流衰减