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一种基于软开关三电平DC/DC开关电源的研制

作者:时间:2012-12-14来源:网络收藏

摘要:提出了一种新型具有无源箝位网络的零电压零电流转换(ZVZCS)半桥直流,其特点是通过次级无源箝位网络实现超前桥臂在一定负载范围内的ZVS和滞后桥臂的ZCS。对工作原理及实现条件进行了详细分析,并在Pspice 9.2环境下对进行了仿真实验,结果表明该拓扑能实现所有功率开关管的及二极管的软换流,且次级较低。在实验样机上进行了测试分析,实验结果与理论分析一致,进一步验证了该新型DC/DC变换器的可行性和正确性。此外,该交换器还在一定程度上改善了传统ZVZCS变换器的占空比丢失问题,使整机功率损耗小、效率高。
关键词:变换器;

1 引言
目前,开关电源正朝着高频、高效、环保等方向发展。与传统拓扑结构相比,三电平变换器由于具有开关管为输入直流电压的一半,适合输入电压较高的场合,输出电压谐波小等优点,从而备受关注。此外,伴随着高频化发展,出现了软开关技术,并结合三电平产生了不同拓扑的DC/DC变换器。传统ZVS半桥三电平DC/DC变换器轻载时滞后管难以实现ZVS,且开通损耗严重。ZVZCS变换器消除了ZVS三电平变换器零状态时变压器初级环流,减小了初级通态损耗,同时改善了占空比丢失问题,近年来得到了广泛研究。
这里提出一种新型ZVZCS半桥三电平DC/DC变换器,其次级采用了一个简单的无源筘位网络,通过这个无源箝位网络实现了超前桥臂在一定负载范围内的ZVS和滞后桥臂的ZCS。

2 主电路工作原理
图1为新型半桥三电平DC/DC变换器拓扑。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/175976.htm

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由图1可见,次级采用的无源箝位网络主要由箝位电容CA和二极管VDA1,VDA2,VDA3构成。变压器次级中心抽头通过VDA1连接到CA,将次级电压箝位在一个较低的水平。Cs1,Cs2为等值的输入分压电容,VDc1,VDc2为箝位二极管,Css为飞跨电容,Llk为变压器漏感,n为变比,VDR1~VDR4为整流二极管,Lf,Cf分别为滤波电感、电容,Uin,Uo为输入、输出直流电压。采用移相PWM控制策略,工作波形如图2所示。

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