移相全橋軟開關(guān)電源論文(編輯修改稿)
2024-12-08 22:57 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 EMI 保護(hù) DC/DC 全橋變換器 輸出 濾波 負(fù)載 驅(qū)動(dòng)電路 dsPIC33F164GP206 輸出電壓電流反饋 輔助電源 采集的信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差信號(hào)。根據(jù)增量式 PID算法設(shè)置 dsPIC33F 產(chǎn)生不同占空比的方波信號(hào)，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制開關(guān)調(diào)整輸出電壓，以達(dá)到電壓的穩(wěn)定。 移相全橋軟開關(guān)電源總電路圖 基于 dsPIC33F164GP206 的移相全橋軟開關(guān)電源總電路圖見附錄。 第三章 移相全橋電路基本原理 移相全橋零電壓 PWM軟開關(guān)電路的工作原理 基本結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程 圖 。 Ui為直流輸入電壓， Uo 為輸出 電壓。與普通全橋電路相比，電路中增加了一個(gè)諧振電感 Lr 和與四個(gè)開關(guān) (S1～ S4) 并聯(lián)的電容(C1～ C4) ,它不僅是獨(dú)立的電容元件 ,還包括開關(guān)器件中寄生的結(jié)電容。圖 示出 S1～ S4 的開關(guān)控制波形。除死區(qū)時(shí)間外 ,電路中總有兩個(gè)開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通 ,其組合為 S2和 S S3和 S S1和 S S4和 S2 ,周而復(fù)始 ,其中 S2和 S S1和 S4組合時(shí) ,全橋電路輸出能量； S3和 S S4和 S2 組合時(shí) ,全橋電路處于續(xù)流狀態(tài)，不輸出能量。改變這兩類組合的時(shí)間比例，即改變移相角，就能實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。 圖 移相全橋型電路 圖 開關(guān)控制波形 根據(jù)輸出濾波電感 Lo的電流是否連續(xù) ,電路的工作模式可分成連續(xù)和不連續(xù)兩種。在不連續(xù)工作模式下， S1～ S4 都不能實(shí)現(xiàn)零電壓開通 ,開關(guān)損耗大，這是應(yīng)該盡量避免的一種情況。鑒于在通常應(yīng)用 (如開關(guān)電源、逆變焊機(jī) )中， Lo 的電流基本上都能連續(xù)，因此本文的討論僅限于連續(xù)工作模式。另外，在分析中假定開關(guān)、電容、電感和變壓器都是理想的。 諧振是移相全橋型電路實(shí)現(xiàn)開關(guān)的零電壓開通的關(guān)鍵。電路的諧振過(guò)程發(fā)生在四種組合相互轉(zhuǎn)換的死區(qū)時(shí)間內(nèi)，每一開關(guān)周 期有四次。由于諧振過(guò)程兩兩對(duì)稱 ,可分為 : S2和 S3 、 S1和 S4 向續(xù)流狀態(tài) S3 和 S S4 和 S2 轉(zhuǎn)換的諧振過(guò)程 ,即超前橋臂 S S2 的換流過(guò)程。 S3和 S S4 和 S2 向輸出能量狀態(tài) S1和 S S2和 S3轉(zhuǎn)換的諧振過(guò)程，即滯后橋臂 S S4 換流過(guò)程。 超前橋臂轉(zhuǎn)換的諧振過(guò)程 以 S2和 S3向 S3和 S1 轉(zhuǎn)換為例 ,考慮到 S2 關(guān)斷后 , VD6 仍然導(dǎo)通 , 所以諧振電路應(yīng)含 Lr、諧振電容 C1和 C變壓器 T、輸出濾波電容 Co、 Lo ,將 Co、 Lo 折算到 T 的初級(jí) ,并將 Co等效為電壓源 ,這時(shí)等效的諧振電路見圖 。因在諧振電路中電容可等效為零初值等值電容與電壓是電容初值電壓的電壓源串聯(lián) (見圖) ,所以諧振電路可化簡(jiǎn)為圖 。根據(jù)圖 可得這一次諧振過(guò)程的微分方程為 : occ nUudt udLC ??22 （ 1） 式中 n —— 變壓器變比 C=C1+C2 L=Lr+ 2n Lo。 初始狀態(tài) :電容電壓 cu (0) = Ui ,諧振電流 LrI (0) = Io/ n ,諧振過(guò)程開始于 S2 關(guān)斷時(shí)刻 ,結(jié)束于 S1 開通時(shí)刻 ,如果在諧振結(jié)束時(shí)滿足 cu = 0 ,S1 即為零電壓開通。 (a) 諧振過(guò)程等效電路 (b) 電容等效變換 (c) 簡(jiǎn)化等效電路 圖 超前橋臂轉(zhuǎn)換諧振過(guò)程等效電路 由于很大的 Lo 參與諧振 ,所以 LrI 幾乎不衰減 , cu (t) 可近似為線性下降。為了使 cu (t)能在 Δ t1 時(shí)間內(nèi)降至零 ,應(yīng)滿足以下條件 : Δ t1 ≥ kCUi/Io (2) 其中 Δ t1為 S1和 S2交換死區(qū)時(shí)間。 相似的諧振過(guò)程發(fā)生在 S1和 S4 向 S4 和 S2 轉(zhuǎn)換的死區(qū)時(shí)間內(nèi) ,所以 S S2實(shí)現(xiàn)零電壓開通的條件相同均為式 (2)。 滯后橋臂轉(zhuǎn)換的諧振過(guò)程 以 S3 和 S1
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