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电压源高频交流环节AC AC变换器原理研究

作者:时间:2011-03-17来源:网络收藏


(a)全桥全波式电路拓扑


(b)S1(S1′)、S3导通,S2(S2′)、S4截止(c)S2(S2′)、S3导通,S1(S1′)、S4截止


(d)S2(S2′)、S4导通,S1(S1′)、S3截止(e)S1(S1′)、S4导通,S2(S2′)、S3截止


阻、功率开关通态电阻、滤波电感寄生电阻等在内的等效电阻。

由于开关频率fs远大于输出LC滤波器的截止频率和输入、输出正弦的频率,因此,在一个开关周期Ts内输入ui和输出uo均可看成恒定量,可用状态空间平均法建立输出电压与输入电压之间的关系式。

图4(a)所示等效电路的状态方程为Lf=-riLf+ui-uo(2.a)Cf=iLf-(2.b)

图4(b)所示等效电路的状态方程为Lf=-riLf-ui-uo(3.a)Cf=iLf-(3.b)式(2)乘以D加式(3)乘以(1-D),令=0,=0,可得状态变量在任何一个开关周期内的稳态值为ILf=(4.a)Uo=(4.b)


电压源/



(a)S1(S1′)、S3或S2(S2′)、S4导通时


(b)S2(S2′)、S3或S1(S1′)、S4导通时



图4电压源/AC

CCM模式时两种等效电路


(b)DCM模式


(a)临界CCM模式



图5滤波电感电流临界CCM和DCM

模式时一个开关周期内的波形


3.2稳态时外特性

3.2.1理想情形(r=0)

由式(4.b)可知,理想情形且CCM模式时变换器的外特性为Uo=(5)

滤波电感电流临界连续和DCM模式时一个开关周期内的波形,如图5所示。

由图5(a)可知,t2-t1=DTs/2。t=t1~t2时,有uiN2/N1-uo=Lf=Lf=Lf(6)

电感电流临界连续时的负载电流为IG=Iomin=iLf(t2),由式(5)、(6)得IG=D(1-D)(7)

由式(7)可知,当D=1/2时,IG达到最大值,即IGmax=(8)

由式(7)、(8)可知,理想情形且滤波电感电流临界连续时变换器的外特性为

IG=4IGmaxD(1-D)(9)

由图5(b)可知,t3t1+Ts/2,t2-t1=DTs/2。t=t1~t2时,由图4(a)所示等效电路可知(r=0)uiN2/N1-uo=Lf=Lf=Lf(10)

t=t2~t3时,由图4(b)所示等效电路可知(r=0)uiN2/N1+uo=-Lf=-Lf=Lf(11)

由式(10)、(11)得t3-t2=(12)

输出负载电流为io==(13)

由式(8)、(10)、(12)、(13)得Io=IGmax(14)

因此,理想情形且DCM模式时变换器的外特性为=(15)

>电子变压器相关文章:电子变压器原理




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