无源无损缓冲器的设计与分析
在该电路中,二极管应选用快恢复二极管,而电容容量可根据电路中所需要缓冲的能量来选取。电容首先吸收功率电路中需要缓冲的能量,然后再向电源释放能量,由此将缓冲的能量反馈回电源,从而提高了电路的转换效率。
图1所示电路为CD2无源无损缓冲电路在半桥电路中的应用。但是,当电路中需要缓冲吸收的能量较大时则电容电压增量很大,由于二极管VD12的导通电阻值很小,则电容就以一个很大的冲击电流放电,这对电路各器件有损害,降低了电路的可靠性,为此,需要在VD12放电支路中串联一个限流电感L1,在VD22放电支路中串联一个限流电感L2,如图3所示。
图3 CLD2型无源无损缓冲电路应用于DC/AC半桥变换器
CLD2型无源无损缓冲电路的工作模式,也有3个:其一为导通模式,其二为电容续流充电模式,其三为电容与电感谐振放电模式。前两个工作模式与CD2型缓冲电路相同,模式3等效电路如图4(c)所示,电容通过E—VD12—L1谐振放电,放电电流波形如图5所示,谐振放电模式可使二极管VD12实现软开关,能有效限制放电电流冲击。
(a)导通模式
(b)充电模式
(c)谐振放电模式
图4 CLD2型缓冲电路的3个工作模式
图5 谐振放电电流波形
电容选取原则同前,电感的选取原则是要满足电容、电感谐振半周期时间小于开关管截止期时间即可,此外并无严格要求。但是电感值越大,则放电电流峰值越小。
4 仿真与实验结果
对图1、图3所示的电路,我们进行了一些仿真和实验,实验数据如下:E=100V,fs=10kHz,C=1μF,L=100μH,占空比D1=40%.
仿真波形和实验结果分别如图6、7所示。
(a) CD2型缓冲电路
(b) CLD2型缓冲电路
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