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《dc／dc全桥变换器软开关技术中的占空比丢失研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、DC／DC全桥变换器软开关技术中的占空比丢失研究第20卷第1期2007年1月机电产品开崖与新Development&Innovationofmachinery&electricalproductsVo1.20.No.1Jan..2007DC/DC全桥变换器软开关技术中的占空比丢失研究郭海针,李定珍(1.河南机电高等专科学校,河南新乡453002;2.南阳理工学院,河南南阳473004)摘要:概述了DC/DC全桥变换器软开关技术的9种控制策略,并详细研究了移相控制全桥零电压开关脉宽调制变换嚣ZVS
2、的工作原理,分析占空比丢失原因,介绍此种现象的一些改善措施.关键词:占空比;零电压;软开关中图分类号:rP27文献标识码:A文章编号:1002—6673(2007)01—166-030引言近年来,随着微电子技术和计算机技术在通信设备中的广泛应用,各类先进电子设备对电源装置的要求也越来越高.软开关电源技术是开关电源的前沿技术之一,它具有主功率管开关应力小,损耗低,效率高,电源突变速度慢,电磁辐射小等优点.所以国内外都在开发和应用这一先进技术.DC/DC变换器是电源系统中为电子设备提供直流动力的主要装置,在DC/D
3、C变换器中,以全桥移相控制软开关PWM变换器的研究十分活跃,它是直流电源实现高频化的理想拓扑之一,特别是在中,大功率的应用场合.所以具有谐振软开关和PWM控制特点的,相移全桥零电压PWM(FB—ZVS-PWMI变换器得到了广泛应用,由于功率开关器件实现了零电压开关,从而减小了开关损耗,提高了电源系统的稳定性.但是,FB—ZVS—PWM变换器仍然存在占空比丢失严重,环路导通损耗大等缺点.本文就是在此基础上提出的.1DC/DC全桥变换器控制策略对全桥变换器来说,只有对角线上两只开关管同时导通时变换器才输出功率,所以
4、可通过调节对角线上的两只开关管导通重合角的宽度来实现稳压控制.导通重合角的脉宽为输出脉宽,所以实际上此控制就是PWM控制方式.定义首先开通的两只开关管Q,和Q3为超前桥臂,后开通的两只开关管Q:和Q为滞后桥臂.图1所示.则根据两个桥臂导通时间增加的情况不同,可以组成9种控制策略,即为:①两个桥臂都不增加导通时收稿日期:2006—11—19作者简介:郭海针(1973-),讲师,硕士研究生.研究方向:电气自动化控制与电力电子变流技术;李定珍(1972-),女,河南南阳人,讲师,硕士.主要从事虚拟仪器技术,自动化厦仪
5、表方面的教学,研究工作.166间;②滞后桥臂不增加导通时间,超前桥臂向前增加一段时间;③滞后桥臂不增加导通时间,超前桥臂的导通时间向前增加到1/2Ts(Ts为开关周期);④超前桥臂不增加导通时间,滞后桥臂向后增加一段时间;⑤超前桥臂不增加导通时间,滞后桥臂的导通时间向后增加到1/2Ts;⑥超前桥臂向前增加一段时间,同时滞后桥臂向后增加一段时间;⑦超前桥臂的导通时间向前增加到1/2Ts,同时滞后桥臂向后增加一段时间;⑧超前桥臂向前增加一段时间,同时滞后桥臂的导通时间向后增加到1/2Ts;⑨超前桥臂的导通时间向前增
6、加到1/2%,同时滞后桥臂的导通时间向后增加到1/2Ts;超前桥臂只能实现ZVS,而滞后桥臂可以实现ZVS或ZCS.根据超前桥臂和滞后桥臂实现开关的方式,可以将PWMDC/DC全桥变换器的软开关方式分为两类:ZVS方式和ZVZCS方式.本文以ZVSPWMDC/DC全桥变换器来说明为了实现滞后桥臂的ZVS,桥臂只能采用一种控制方式,即滞后桥臂的导通时间向后增加到1/2T蜀,因此ZVSPWMDC/DC全桥变换器的控制方式只有上述的方式5,方式8,方式9三种.但其本质相同.其中移相控制方式是全桥变换器特有的一种控制方
7、式,它是指保持每个开关管的导通时间不变,同一桥臂两只管子相位相差180..VD2VD1,Q3匿=:2Qd臣.一【=AII
8、.日l,Cb钉^VD5U一,,,.一lc牛Jul叫匠c3叫匿vI"c4圈1移相全桥ZVS变换器控制和输出电路原理田Fig.1ThephaseshiftingentirebridgeZVScoBvertercontrolandoutputdrcultschematicdiagram?测试与控制?2移相控制的ZVSPWMDC/DC全桥变换器的工作原理在一个开关周期中,移相控制的ZVSPWMDC/
9、DC全桥变换器的工作过程如下所述,主电路如图1所示.Uin一电路的电源;Ql—Q广功率开关管;VD1^-VD广体二极管;C1~C厂体电容;IJr一变压器T1初级串联谐振电感(包括变压器的漏感);C一防止变压器因漏磁而饱和的隔直电容,变压器次级电压经过VD5和VD6整流和输出LC滤波后供给负载.变压器初级电压,电流和次级整流电压波形如图2所示.ZVS变换器一个周期有六种运行模式,如表1所
