零电流零电压开关交错并联双管正激变换器的研究
(g)模态7
图2 各开关模态的等效电路
在前半个开关周期中,该电路拓扑有7个开关模态,对应等效电路如图2所示。而后半个开关周期,与之相似。主要波形图见图3。
图3 主要波形图
2.1 开关模态1[t0-t1]
在t0时刻前,S1上的电压为uds1,S2上的电压为uds2,且uds1>uds2,其大小后面将会解释,变压器T2通过D3,D4磁复位。t0时刻,S1和S2同时开通。由于变压器有一定的漏感,使得变压器T1原边电流由零逐渐增大到2Io/n,且Io从D11中换流到D9中。这时,C1上的初始电压为-Uc,且UcUin,同时L1,C1和D5通过S1谐振。此开关模态直到变压器T1原边电流达到2Io/n时结束,持续时间为
t1-t0= (1)
2.2 开关模态2[t1-t2]
变压器T2继续磁复位。L1,C1和D5通过S1继续谐振,直到电容C1上的电压由-Uc变为+Uc,此开关模态结束。
2.3 开关模态3[t2-t3]
S1,S2继续开通。变压器T2继续磁复位,直到iLm2=0时,此开关模态结束。
2.4 开关模态4[t3-t4]
S1,S2继续开通。L2相对Lm2很小,在此可忽略。变压器T2原边励磁电感Lm2,漏感Llk2,S3与S4的结电容Cs3,Cs4和C2及D7经Uin谐振。从电路结构上可以看出,C2和S3的结电容Cs3相当于并联,且C2比结电容Cs3大很多,所以S3上的电压下降速度要比S4的慢很多。
2.5 开关模态5[t4-t5]
t4时刻,S1,S2在零电压下关断。D6开通,折算到原边的负载电流2Io/n和励磁电流im1给S1,S2的结电容Cs1,Cs2充电,同时,C1被放电。变压器T2原边励磁电感Lm2,漏感Llk2,S3与S4的结电容Cs3,Cs4和C2及D7经Uin继续谐振。此开关模态在uc1=0,uds1=uds2=Uin/2时结束,持续时间为:
t5-t4= (2)
2.6 开关模态6[t5-t6]
S1,S2的结电容Cs1,Cs2继续被充电,C1继续放电,使得变压器T1原边承受反压,D9关断,D11续流,则变压器T1原边中只有励磁电流im1。变压器T2原边励磁电感Lm2,漏感Llk2,S3与S4的结电容Cs3,Cs4和C2及D7经Uin继续谐振,T2同名端电压为正时,D9和D11同时开通,T2的励磁电流iLm2流经D9,把变压器T2副边箝位在零,使得uds4Uc=uds3Uin,并保持不变,直到下次开通。
2.7 开关模态7[t6-t7]
在t6时刻,uds1=uds2=Uin,uc1=-Uin,uc2=-Uc,D1和D2开通,变压器T1通过D1,D2进行磁复位,直到S3,S4同时开通时结束,即下半个周期开始时结束。
3 实验结果
3.1 电路的主要参数
Uin=270V;Uout=360V;Po=2kW;fs=50kHz;变比n=1.08;Llk=5μH;Lm=2.7mH。
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