资源描述：
《pwm软开关dc_dc变换器的研究》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、第17卷第1期华东交通大学学报Vol.17No.12000年3月JournalofEastChinaJiaotongUniversityMar.2000文章编号:100520523(2000)0120040205PWM软开关DCDC变换器的研究12赵莉,高海生(华东交通大学1.电气信息工程学院;2.校长办公室,江西南昌330013)摘要:系统地分析了零电压转换PWM变换器的工作原理、稳态运行特性和实现零电压的条件,并通过计算机仿真及实验验证了分析结果L关键词:DC2DC变换器;脉宽调制;零电压转换中图分类号:TM921.0文
2、献标识码:A0引言为减小DCDC变换器的体积、重量和提高效率,一个有效的办法就是在提高开关器件开关频率的同时,减小因频率升高而带来的开关损耗L谐振变换技术有效地实现了开关器件的零开关损耗,但给开关器件带来了过大的电压、电流应力,使开关器件的通态损耗明显增加,限制了效率的提高L由于脉宽调制(PWM)和零电压(ZVS)或零电流(ZCS)电路各有其优点和不足,因此一个有效的办法就是将PWM和谐振电路的优点结合起来,弥补各自的不足,从而产生了一种新颖的软开关技术,即PWM软开关技术L这是一种性能更优越的应用于传统PWM变换器的开关技
3、术,其特点是在开关开通、关断瞬间,利用辅助开关造成主开关管零电压或零电流开通或关断,在非开关时间电路仍以PWM方式工作,因此主电路电压、电流幅值仍与传统PWM变换器相同L这种技术的另一个优点是它的零电压、零电流开关条件不受输入电压和负载变化的影响,因此自提出以来,一直受到人们的广泛关注L1电路结构及工作原理1.1工作原理图1为Buck零电压转换PWM(ZVTPWM)主电路原理图L2为该电路七种工作模式下的等效电路,图3为电路主要器件的电压、电流波形Z假设输出电压的纹波与其平均值相比小得多、滤波电感电流恒定Z它的基本图1Buc
4、kZVT2PWM电路工作原理是:t=0之前,主管S、辅管S1关断,电路处于续流阶段,二极管D导通,谐振电容Cr两端电压为Vi,谐振电感Lr中电流为0Z模式1(0～t1阶段),在t=0时刻,辅管S1导通,Lr中收稿日期:1999204226;修订日期:1999208231作者简介:赵莉(1964),女,湖南衡阳人,华东交通大学讲师,工学硕士Z©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第
5、1期赵莉等:PWM软开关DC2DC变换器的研究41(a)模式1(b)模式2(c)模式3(d)模式4(e)模式5(f)模式6(g)模式7图2各时间段的等效电路图电流iL线性上升增加到I0为止,续流二极管D中电流iD从I0线性下降至0,由此可见,S1是r零电流开通,等效电路如图2(a)Z模式2(t1～t2阶段),电感电流iL继续上升,Lr、Cr谐振直到tr=t2,vC放电至0为止,等效电路如图2(b)Z模式3(t2～t3阶段),由于t=t2时刻vC=0,与主管rrS反并联的体二极管导通,电感电流iL恒定并保持到t3时刻,等效电路
6、如图2(c)Z模式4(t3～rt4阶段),t3时刻,辅管S1断开,电感电流iL通过二极管D1放电,直至t=t4时,iL下降到0,与rr此同时主管S的体二极管电流上升到0时,主管S导通,等效电路如图2(d)Z主管S具有零电压开通特性Z模式5(t4～t5阶段),D1在t4时关断,之后,电路工作在PWM状态,在此阶段,电源Vi直接向负载传递能量,控制此段时间的长短,就可以达到调节电压变化率的目的,这表明此电路具有PWM技术的特性,等效电路如图2(e)Z模式6(t5～t6阶段),t5时刻,主管S关断,谐振电容Cr恒流充电,直到t6时
7、刻,Cr端电压vC充至Vi,等效电路如图2(f)Z模式7(t6～Tsr阶段),二极管D续流,直到下一周开始,等效电路如图2(g)Z1.2各模式电路方程1LrVi12P设:Xr=,Zr=,A=,Tr==Zfr为谐振频率ZCrI0ZrfrXrLrCrdiLrVi模式1:辅管S1开始导通,二极管D导通ZvL=L=Vi,得iL=t=AXrI0t,其中iL(0)rdtrLrI0=0Z二极管电流iD=I0-iL=I0-AXrI0tZ当t=ti时,iL=I0,有t1=LrZrrVi模式2:Lr、Cr谐振,电路方程为dvCdiLrrCr+i
8、L=I0;vC=Lrdtrrdt其中:vC(t1)=Vi;iL(t1)=I0Zrr解此微分方程有©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net42华东
