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采用零电压开关PWM三电平直流变换器的电力整流模块

作者:时间:2012-03-05来源:网络收藏
  上图中,三电平直流变换器部分电路由MOS开关管Q1-Q4,续流二极管D1、D2,钳位二极管D3、D4等组成,L3(包括变压器漏感)和MOS管的结电容组成谐振回路,实现MOS管的(Zero Voltage Switch,简称ZVS)。

  该变换器采用移相控制,Q1和Q4为180ordm;互补导通,Q2和Q3也为180ordm;互补导通。Q1、Q4的驱动信号分别超前Q2、Q3一个相位角,即移相角。Q1、Q4称为超前管,Q2、Q3称为滞后管。通过控制移相角的大小可以实现输出电压的调节。

  实现ZVS的条件:要有足够能量来抽走即将开通MOS管上结电容电压,并给要关断MOS管结电容充电。超前管开关中,L3和输出滤波电感L4串联,而L4一般很大,故超前管易实现ZVS。滞后管实现ZVS仅依靠L3的能量,增大谐振电感量或增大流过L3的电流可以保证滞后管的ZVS,但谐振电感引起有效占空比丢失,其电感量大占空比丢失的影响也大;而流过谐振电感的电流增大也意味MOS管通态损耗和变压器的损耗加大,因此滞后管在轻负载下实现ZVS困难。选择适当的谐振电感参数是变换器能最佳运行的关键。

  谐振电感量Lr设计:

  本,三相输入304V---456V,输出198V---300V,10A;开关频率f=50KHz,

  变压器副边电压:

          Vo_min=(Vo_max+V_d+V_l4)/D_max=320.895

上式,Vo_max为最大输出电压300V,V_d为输出整流管压降,取1.5V,V_l4为输出滤波电感压降,取0.5V,D_max为最大有效占空比,取0.95

  变压器原边电压:Vi_min=268.5V

  变压器匝比:K_cal=Vo_min/Vi_min=1.539

  考虑开关管的ZVS条件和副边占空比丢失,得下式[2]

        Lr=8.Cmos.(Vi/2) 2 /3.(Ip_pk_max) 2

      Ip_pk_max=Io_max.K_cal,因Io_max=10,故Ip_pk_max=15.39(A)

  本,MOS管选用IRF360,结电容Cmos=1300pF,Lr=5.53uH,




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