移相全桥零电压软开关电路的研究及仿真

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1、移相全桥零电压软开关电路的研究及仿真姓名：薛进良学号：TSZ130401012Q1移相全桥软开关电路软开关实现方式可分为零电流开关（ZCS）、零电压开关（ZVS）和零电压零电流开关（ZVZCS）。该类电路利用变压器漏感和功率管的结电容谐振以实现软开关，避开了功率器件电流与电压同吋处于较高值的硬开关状态，减小了开关损耗以及辐射与干扰。软开关电路的开关损耗低、电路效率高，因降低了开通时的du/dt,消除了寄生振荡，从而降低了电源的输出纹波，但当负载较小时，因谐振能量不足而不能实现ZVS,效率明显下降，同时存在占空比丢失现象，在重载时更为严重。为了能达到所要求的最大输出功率，必须适当

2、降低变比，而这又将增大初级电流并加重开关器件的负担。2移相全桥零电压软开关的原理图I示出全桥电路。在一个开关周期中，移相控制ZVSDC/DC全桥变换器有12种开关状态。为便于分析，首先假设：所有开关管、二极管、电感、电容均为理想器件。—a.•DiC）Q讣d2c2Llk04pLfRl图1移相全桥零电压软开关电路首先QI、Q4导通，变换器传输功率。变压器次级侧D5导通。关断Q1,电容C1,C2与Lik产生谐振，Q1零电压关断。此时，谐振电感L“与滤波电感串联。因其能量大，故可认为初级电流近似于一个恒流源。电容C1的电压Ucl从零开始线性上升，电容C2的电压Uc2从Vin开始线性下降

3、。C1充电到Vin吋，C2放电结束，随后电感电压反向，D2导通续流，此后开通Q2可实现Q2的零电压开通。由于变压器初级电压反向，在Lf和变压器次级电压的作用下D5、D6同时导通。关断Q4,在C4作用下，Q4实现零电压关断。为了减小占空比丢失，Lik不宜太大，因此Q3,Q4的死区时间不能取得太大。C4两端电压Uc4开始上升，直到上升为Vin,此后开通Q3,则Q3实现零电压开通。Q3导通后，L】k中电流迅速减小到零并反向增长，由于1小未达到向次级传输功率的临界值，变压器次级仍被箝位，但D5屮电流开始减小，D6屮电流开始增大。此后Im开始向次级传输功率，D5完全截止，D6导通。为Q2

4、关断做准备。随后关断Q2,开始另半周期导通关断过程，其分析过程同上。3移相全桥软开关电路在PSIM中的仿真通过简单分析之后，下面对电路进行仿真，在PSIM中搭建的电路如图2,经计算H>:Q2C2k.L.LR图2移相全桥零电压软开关电路在PSIM中及分析选择如下电路参数：输入直流电压：Vin二310V；功率开关管：IGBT谐振电容：Cr=560pF谐振电感：Lr=25uH理想变压器原边匝数：Np=28理想变压器副边匝数：Ns二Nt二6输岀滤波电容：Cf=2000uF滤波电感：Lf=50uF仿真波形如下：图3开关管Q1的电流及电压的仿真波形有图3可知开关管实现了零电压开通。电压Ua

5、b仿真波形如图4。VAETime$)图4电压Uab仿真波形输出电压Ur的波形如图5,其稳定输出Ur=25Vo图5输出电压Ur的波形