【正文】 一路由反相器 U2A 和三極管 Q3 形成 DSP 輸出 PWM 封鎖電路，當有任一種保護信號低電平有效時，三極管 Q3 導通，將 PDPINTA 腳拉到低電平， DSP檢測到該信號為低電平后封鎖所有的 PWM 脈沖輸出，從而保護主電路器件，實現軟件保護。 若輸 入 過流，則比較器的反相輸入端電壓大于正相輸入端電壓，則輸出低電平的 HIGHCURRENT 有效信號。 25 （ 2）輸入過流檢測保護回路設計 +H o u t1 0 K1 0 K1 0 K+1 0 K2 0 K2 0 KT L 0 8 4T L 0 8 4T L 0 8 4+H I G H C U R R E N T2 KR P 11 0 K0 . 1 uR P 2R P 3+ 1 5 VR 1R 4R 3R 5C 1R 6R 7R 82 0 K2 0 KR 2U 1 BU 1 CU 1 A5 0 K1 N 4 1 4 8G N D 圖 34 輸 入 過流保護 檢測 電路 電流信號的檢測電路使用了霍爾傳感器，本次輸入電流過流保護檢測電路選用萊姆公司的霍爾電 流傳感器 LTS 15NP，其供電電源為 +5V 供電，測量范圍177。最終，實驗樣機中驅動器采用北京落木源電子技術有限公司生 24 產的 MOSFET 驅動器 TXKD101。 23 第 3 章 具有 ZVS 升壓變換器 硬件電路 的設計 實驗樣機整體系統(tǒng)設計 根據技術要求對實驗樣機整體系統(tǒng)進行初步設計，如圖 31 所示： 輸 入 過 流信 號 檢 測交 流 輸 入輸 入整 流 濾 波新 型 交 錯 并聯(lián) 雙 管 正 激變 換 器輸 出整 流 濾 波輸 出電 壓檢 測驅 動 電 路反 饋 信號 采 樣保 持調 節(jié) 器P W M 信號 產 生模 塊功 率 保護 中 斷模 塊保 護 信 號判 斷繼 電 器 保 護 回 路T M S 3 2 0 F 2 8 1 2輸 出 過 壓信 號 檢 測負 載 圖 31 采用 LCD 緩沖電路的 ZCZVS 交錯并聯(lián)雙管正激升壓變換器 系統(tǒng)框圖 直流 輸入 12V 電壓給交錯并聯(lián)雙管正激變換器，經過 50kHz 高頻變壓器變壓，輸出給全橋整流電路，經過整流濾波最終得到穩(wěn)定的輸出電壓。 t12 時刻之后，整個采用 LCD 緩沖電路的 ZVS 改進型交錯并聯(lián)雙管正激變換器進入下半個周期，下半周期工作原理與上班周期完全相同，此處不再贅述。同樣，對于 Q4 而言，此時才是其真正開通的時刻，而在 t11 時刻到來前， Q4 漏源電壓已經提前降為 0，因此在其開通過程中不存在任何開關損耗，所以 Q4 的開通過程實際上是一個完全理想的 ZVS 開通過程。由于原邊繞組共用鐵芯，受磁場耦合影響，原邊繞組 L1上電壓也要反向增大，此時在 原邊變換器 1 中， 漏源結電容 Cds Cds 原邊繞組 L漏感 Llk1， 也 通過 Vin 發(fā)生諧振 ， Cds Cds2 電壓開始升高 。 20 開關模態(tài) 10[t9， t10] V i nQ 1C f R+Q 2D1D2L l k 1Lr 1D5D 6Cr 1L1L3Cd s 1Cd s 2DR 1DR 4D R 2DR 3V oLQ 3Q 4D3D4Ll k 2Lr 2D 7D8Cr 2L2C d s 3Cd s 4 圖 216 工作模態(tài) 10 等效電路圖 工作模態(tài) 10 的等效電路與工作模態(tài) 8 完全相同，因此工作機理也完全相同，只是在工作模態(tài) 9 中完成了 Cds4 的放電和 Cds3 的充電后，進入工作模態(tài) 10 時變換器 2 中 Cds3和 Cds4 上的電壓發(fā)生了變化，其他元器件上的電壓電流均保持不變。 開關模態(tài) 9[t8， t9] V i nQ1Cf R+Q2D 1D 2Ll k 1Lr 1D 5D6Cr 1L1L 3Cd s 1Cd s 2D R 1DR 4DR 2DR 3V oLQ 3Q4D3D4Ll k 2Lr 2D7D8Cr 2L2Cd s 3Cd s 4 圖 214 工作模態(tài) 9 狀態(tài) 1 等效電路圖 19 V i nQ1Cf R+Q2D1D 2Ll k 1Lr 1D5D6Cr 1L1L3Cd s 1Cd s 2DR 1DR 4D R 2DR 3V oLQ3Q 4D 3D4L l k 2Lr 2D 7D8C r 2L2Cd s 3Cd s 4 圖 215 工作模態(tài) 9 狀態(tài) 2 等效電路圖 工作模態(tài) 9 完成了變換器 2 中漏源結電容 Cds4 的放電以及 Cds3 的充電，因為這兩個電容串聯(lián)于同一支路，只能同時充電或放電，所以 該 模態(tài)實際上是由兩個不同的工作狀態(tài)組成，初始狀態(tài)為 Cds4 放電，終止狀態(tài)為 Cds3 充電，兩個狀態(tài)原邊繞組 L2 均參與諧振。具體而言，對于副邊繞組，由于負載等效為恒流源，因此電流 iL3 恒定不變，此時 可知 03 VvL ?? (210) 由于原邊繞組電路中串接的電容 Cds Cds Cds Cds4 作用，因此 VL1 與 VL2并不能瞬變，所以本模態(tài)就是一個原邊繞組電壓 VL VL2 經過 Vin 諧振到? ? ? ? ? ? 0777 321 KVtKvtvtv LLL ????? ，同時 ? ? ? ? ? ?077 2143 KVVtvtv inCC dsds ??? ，因為變換器 1 諧振電路相對于兩個開關管不完全對稱，因此 t7 時刻中兩個漏源電壓最終會不相等，但是滿足條件 ? ? ? ? 07721 KVVtvtv inCC dsds ???。 開關模態(tài) 6[t5， t6] V i nQ 1Cf R+Q 2D 1D2Ll k 1Lr 1D5D6Cr 1L1L3Cd s 1C d s 2DR 1D R 4DR 2DR 3V oLQ3Q 4D3D4Ll k 2Lr 2D7D8Cr 2L2Cd s 3Cd s 4 圖 211 工作模態(tài) 6 等效電路圖 工作模態(tài) 6 中， t5 時刻，原邊繞組 L2 電壓被箝位在2155( ) ( )LLC C inv t v t V? ? ?，則 Q Q4 漏源電壓被箝位在3455( ) ( ) 0d s d sCCv t v t??，因此變換器 2 中的諧振將終止。在工作模態(tài) 5 中，原邊變換器 1 的漏源結電容 Cds原邊繞組 L漏感 Llk緩沖電容 Cr1 在勵磁電流 Im 的作用下發(fā)生諧振， Cr Cds1 被充電，原邊繞組 L漏感 Llk1 被放電。在此工作模態(tài)中，變壓器副邊可等效為 L3 與 L 串聯(lián)，它們構成的支路并聯(lián)于 一個直流電壓源 Vo 上放電，則 333 LLLvL ?? (27) 由上式可知模態(tài) 3 過程中變壓器副邊電流線性下降，且根據模態(tài) 2 中電流 iL1（ t） 的表達式，可以求得 t2 時刻 iL1（ t2） 的值，再依據變壓器原副邊電流關系即可求得副邊繞組電流2122( ) [ ( ) ]L L mi t K i t I??，而當 iL2（ t） 下降到 0 時，此模態(tài)結束，則根據式 3 3 3 33223 3 3 33 3 30 ( ) ( )L L L LLd i i i t i tv L L L Ld t t t t??? ? ? ? ? ? ?? ? ? (28) 即可求得此模態(tài)持續(xù)時間 3t? ，式中 3 3 2t t t? ? ? ， t3 亦可求得。 11111rrrCC r r Cdvi C C vdt ?? ? ? ? (21) 11111LLLdiv L L idt ??? (22) 22222dsds dsCC d s d s Cdvi C C vdt ??? (23) 12r dsC C inv v V?? (24) 11rCLvv? (25) 1 2 1r dsC C Li i i?? (26) 并且，已知初始條件1 1()rC inv t V?，2 1( ) 0dsCvt?，1 1() oLmIi t IK??，并令時間坐標 1 0t? ，同時忽略漏感影響。由于漏源結電容的作用， Q2 兩端電壓 vds2 并不 能瞬間變化，而是一個緩慢的上升過程，因此 Q2 的關斷過程為近似的零電壓（ ZVS）關斷。 （ 2）采用 LCD 緩沖電路的 ZVS 交錯并聯(lián)雙管正激升壓變換器工作模態(tài)分析： 為了簡化工作模態(tài)分析，在分析采用 LCD 緩沖電路的 ZVS 改進型交錯并聯(lián)雙管正激升壓 DCDC 變換器的工作原理及工作模態(tài)之前，做如下假設： 1）所有開關管、二極管、電感、電容和變壓器均為理想元器件； 2） 電容值 Cds1=Cds2=Cds3=Cds4=Cds， Cr1=Cr2=Cr， 電感值 Lr1=Lr2=Lr， L1=L2，漏感 值 Llk1=Llk2=Llk； 3）輸出濾波電感足夠大，可理想認為輸出為一個恒流源 Io； 4）輸出濾波電容足夠大，當功率管工作占空比穩(wěn)定不變，電路中任何元器件參數不發(fā)生變化時可理想認為輸出電壓恒定不變?yōu)?Vo； 5）輸入直流電壓 Vin 理想恒定不變； 6）變壓器變比為 K，且保持恒定不變； 同時，為了方便敘述工作模態(tài)理論分析，作如下定義： 1）變壓器原邊繞組 L1 存在的雙管正激變換器為正激變換器 1，原邊繞組 L2存在的雙管正激變換器為正激變換器 2； 2）流入原邊繞組 L1 同名端的電流方向為正方向，原邊繞組 L1 同名端電位高于異名端電位時，稱原邊繞組 L1 上的電壓為正； 3）流入原邊繞組 L2 異名端的電流方向為 正方向，原邊繞組 L2 異名端電位高于同名端電位時，稱原邊繞組 L2 上的電壓為正； 4）流出副邊繞組 L3 同名端的電流方向為正方向，副邊繞組 L3 同名端電位高于異名端電位時，稱副邊繞組 L3 上的電壓為正； 11 000ttttttQ2Q1Q4Q3vg s 2 , 4vg s 1 , 3tt00000ttttt0000vd s 2vd s 1vd s 4vd s 3iL 1iL 2vL 3iD 6vL 1iL 3t0t1t2t3t4t5t6t7t8t9t1 0t1 1t1 2Vi nVi nIo/ K + ImIoVi nVi n/ KVi n/ 2Vi n/ 2Vi nIm 圖 25 采用 LCD 緩沖電路的 ZVS 改進型交錯并聯(lián)雙管正激變換器理論分析工作波形 12 開關模態(tài) 1[t0， t1] V i nQ1Cf R+Q2Q3Q4D1D3D2D4Ll k 1Ll k 2Lr 1D5L r 2D7D6D8Cr1Cr 2L1L2L3Cd s 1Cd s 3Cd sCd s 4DR 1DR 4DR 2DR 3