ZVZCS全桥变换器模型分析及控制系统设计.pdf

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1、变流技术《电气自动化)2011年第33卷第3期ZVZCS全桥变换器模型分析及控制系统设计张宁云程善美(华中科技大学控制科学与工程系，湖北武汉430074)摘要：介绍了滞后桥臂串联二极管的全桥零电压零电流变换器的结构，分析了其工作原理，并利用小信号模型分析方法建立了数学模型，在此模型基础上提出了该全桥零电压零电流变换器的电压电流双环控制策略，最后给出了在MATLAB／SIMULINK仿真环境下应用该控制方案的仿真结果。关键词：软开关ZVZCS变换器小信号建模[中图分类号]TM46[文献标志码]A[文章

2、编号]1000—3886(2011)03—0043—04AnalysisofZVZCSFull—BridgeConverterModelandControISystemDesignZhangNingyunChengShanmei(DepartmentofControlScienceEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，WuhanHubei430074，China)Abstract：Thetopologyandoperatingpin

3、cipleofZVZCSFull—BridgeConverterwithtwodiodesinserieswiththelagginglegwaspresented．Andthemathematicalmodeloftheconverterbasedonthesmall~ignalanalysismeth0dwasalsointroducedinthispaper．Basedonthemathematicalmodel，avoltageandcurrentdoubleloopcontrolschem

4、ewasestablished，whichwassimilarwiththecontrolschemeoftheDCmotor．Andatthelast，somesimulationresultsbytheMATLAB／SIMULINKtoolswerepresented．Keywords：softswitchingZVZCSconvertersmallsignalmodellingO引言全桥变换器拓扑是目前国内DC—DC变换器中最常用的电丽⋯路拓扑之一，在中、大功率应用场合更是首选拓扑，而在很多应

5、用一L场合对其性能都有较高的要求，包括效率、电磁干扰、功率密度和KCf可靠性等。提高开关频率无疑是提高性能最为直接有效的手段。一

6、l～1电路拓扑结构及工作模式分析Il图1和图2分别是ZVZCS变换器的电路主拓扑结构及主要Il--I的电压、电流波形。其中G、G3组成超前桥臂，在开通和关断时处于零电压的状态，G、G4构成滞后桥臂，在开通和关断时处于I5t零电流的状态。lll／r卜--：．／‘_--●l；按照时间段该变换器的工作过程分为6种工作模式，如图3-一rj，所示。选定开关管G的关断时刻为分析的起点，各工作模式分别简述如下。在分析中，假设：功率器件IGBT为理想开关；二极：]iK‘．K0l管为理想二极管；电容和电感均为理想器件

7、；忽略电路中的损耗；变换器工作在滤波电感电流连续模式下(CCM)。图3中以带箭图2移相全桥变换器主要波形(1)工作模式0(t

8、电容c充电，c放电，电容c继续充电，变压器原边变，零电流关断。电压的值逐渐减小。c。电压降为零时D3导通，工作模式1结(5)工作模式4(￡3