电感分裂式推挽换向软开关技术的研究
图2主电路的等效拓朴结构
(a)t0~t1阶段(b)和t1~t1阶段
放完毕。
(4)t3~t4阶段,t3时刻,iL2=0,LP2上电流换向,变压器次级绕组LN1两端产生上正下负的感应电压,二极管V1导通。
t4时刻以后,重复上半周工作过程。
综合上述过程,可以看出该电路实现软开关的基本原理及特点:
(1)在S1、S2都不导通期间(t1~t2,t4~t5),L1(L2)的续流电流耦合到初级,形成V5、V6换向电流,这个电流能维持到S1、S2的驱动脉冲到来,就可以实现零电压开通。
(2)分裂的L1、L2电流叠加对负载为连续状态。故L1、L2的综合效果是一直流滤波电感,但单个电感L1或L2的电流在整个周期是不连续的,在S1或S2开通期间呈交流电感性质,所以它和桥臂换向性串联在初级的电感所起的作用一样。
3基本关系式
3.1主要关系式
依据上述电路的工作过程,得到各换向阶段的等效电路如图2所示。
(1)t0~t1阶段:变压器传输能量阶段,此时的等效拓朴结构如图2(a)所示。 图中是变压器初级漏感和次级电感的等效电感,为变压器次级负载折合到初级的等效负载,为变压器次级电容折合到初级的等效电容,则流过等效负载和等效漏感的电流iL2满足方程:
(1)
电路的初始条件为:iL2(t0)=0UC(t0)=Umin
可求得该电路的解为:(2)
式中
(2)当t1~t3阶段:续流阶段,其等效电路为图2(b)所示。
次级回路的状态方程为:(3)
边界条件:iL(t2)=ILP,uC(t2)=UOP(ILP为峰值电流,UOP为峰值电压)。若电路是理想的,即,这里假设uC(t)=常数,则求解式(3)得到:
(4)
iL2的续流时间为:(5)
3.2问题及分析
(1)由式(5)可以看出,只要△t>(t3-t1)时,电路就可实现零电压软开关技术。
(2)由等效电路图2(b)及式(2)可以看出L1(L2)在电路中实质上起到了桥臂换向中的换向交流电感作用,因此它也存在占空比丢失问题[4]。
(3)由于L1(L2)的开通电流与续流电流的等效回路参数基本相同,当NLN3=NLN1=NLN2时,极易造成初级S1(S2)电流为锯齿波电流,它加大了开关器件的电流应力。虽然可以通过改变(NLN1/NP)的比值来改变续流时间△t,但不是理想办法。如何构造一个可控的电感L1(L2)是该电路进一步改进的方法。
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