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移相全橋PWM ZVS DC-DC變換器運行缺陷簡析

2015-08-06 09:20 來源:電源網 編輯:柚子

移相全橋PWM ZVS DC-DC變換器目前被廣泛的應用在汽車、通訊以及光伏變電系統中,憑借高效率、高穩定性的優勢,這種新型的變換器正在逐漸成為不同行業的應用新寵。然而,即便是具備了多種優勢的移相全橋PWM ZVS轉換器,也同樣具有一些無法克服的缺陷,本文將會就該種類型轉換器的缺陷進行簡要總結和分析。

在實際應用中,移相全橋PWM轉換器的一個最大缺陷在于,當其處于輕載狀態時難于實現ZVS。這是因為該種轉換器的超前橋臂和滯后橋臂開關管實現ZVS的條件不同造成的。由于兩個橋臂上的開關管實現ZVS都需要相應的并聯諧振電容能量釋放為零,這樣二極管才能自然導通。而對于超前橋臂來說,T2開通前的t01期間,放電電流ip較大且恒定不變。另一方面由于變壓器原副方有能量傳遞,原方等效電路中電感L=Lr+K2Lf很大,故用于實現超前橋臂開關管ZVS的能量很大。而滯后橋臂T3開通前的t23期間,一方面ip逐漸變小,另一方面由于二極管D5、D6同時導通,變壓器副方被短路,原副方沒有能量傳遞,等效電感大小僅為Lr,故用于實現滯后橋臂開關管ZVS的電感能量較小,滯后橋臂較難于實現ZVS。滯后橋臂實現ZVS的條件是:

圖片2

在該公式中,I2為t2時刻原邊電流值。由此公式的計算推導可以得出,當輕載時電流I2較小,故滯后橋臂難于實現ZVS。

除此之外,移相全橋PWM轉換器在實際應用中,還有另一個缺陷,那就是它的輸入電壓和變換器轉換效率的矛盾不可調和。在輸入電壓保證能輸出滿載電壓的前提下,當輸入電壓Vin較低時,占空比大原邊環流能量較小,變換器效率較高。而當輸入電壓Vin較高時,占空比小,原邊環流能量較大,變換器效率較低。為取得較高的效率,移相全橋PWM ZVS DC-DC變換器通常設計在輸入電壓較低,占空比較大時工作。出現輸入電壓掉電時,負載能量只能由直流母線電容提供,短時間內輸入電壓很快降低。這時要維持輸出電壓恒定,要求占空比更大,電路失去超調能力,使輸出電壓很快降低。因此輸入電壓和變換效率的這種關系,對于有掉電維持時間限制的開關電源是不適合的。

標簽: DC-DC變換器

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