适合于宽负载条件运行的有限双极性软开关DC/DC变换器

技术分类: 电源技术  | 2008-04-29
来源:电源技术应用 | 作者:勒成梁 陈国柱

  从图ll可看出,超前臂开通(即驱动信号为高)时,由于之前反并二极管续流的原因,管压为零。超前臂关断时,由于超前管上并联电容的原因,管压上升缓慢,基本实现超前臂ZVS。从图11中超前臂管压波形中可明显看出,由于软开关的实现,功率管上的电压尖峰基本消除。

  滞后臂实现ZCS波形图如图12所示。

滞后臂实现ZCS波形图

  滞后臂开通(即管压从500V变为0V)时,由于饱和电感的存在,电流推迟2μs上升,实现零电流开通。而后超前臂关断,由于隔直电容的存在,电流迅速衰减至零。为滞后臂的零电流关断提供条件。图12中,滞后臂ZCS实现十分理想,原边电流环流衰减迅速,达到预期效果。

  l0%负载时,超前臂实现ZVS波形图如图13所示。

l0

  由图13可以看出,轻载时,原边电流变小,并联电容的充放电速度明显减缓,反映在图中即超前臂的管压的上升下降沿变平缓。但此时超前臂的占空比也相应减小,死区时间自动加长,为并联电容提供了足够长的放电时间,保证了超前臂的零电压开通。关断时,由于并联电容充电缓慢的原因,使零电压关断的效果更加理想。

  滞后臂实现ZCS波形图如图14所示。

滞后臂实现ZCS波形图

  轻载时,占空比相应减小,为原边电流衰减至零提供了充足的时间,保证了滞后臂ZCS的实现。

  由以上各图,可明显看出有限双极性控制在10%~lOO%负载范围内超前臂的ZVS和滞后臂的ZCS都实现得十分理想。且从原边电流ip的波形上可明显看出原边环流衰减十分迅速,保证在较宽的负载范围内实现高效率,实验证明整机效率可达94%。

  4 结语

  (1)采用有限双极性控制的方法克服了移相控制死区调整困难的问题,使得超前臂可以在很宽的负载范围内实现ZVS。而且C1、C2可选取的范围较大,大大改善了超前臂零电压关断的效果。

  (2)由于饱和电感的存在,可以在全范围内实现滞后臂的ZCS。隔直电容用来减小环流。

  (3)软开关的实现,消除了开关管电压尖峰,降低了开关损耗,可以在较宽的负载范围内实现高效率。

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