本專題的寫作靈感來自于壽老師的系列直播課。在偶然的機會下,我了解到該系列直播課,因為看到是軟開關拓撲,便引起了我研究的興趣。在對該部分內容進行學習的同時,我自己也會嘗試搭建一個仿真模型,以便于對內容的理解。我已將本文涉及資料 推挽諧振變換器研究_韓鋒.pdf 上傳,點擊“資料”即可下載。
該部分內容主要包括:
1、推挽變換器與推挽諧振變換器的比較;
2、推挽(諧振)變換器建模與波形分析;
3、全橋逆變器調制方式與工作過程分析;
4、電流前饋P+PI雙閉環控制;
5、電流前饋PI+準PR雙閉環控制。
本專題初步定于每周六晚更新。因為目前處于學習階段,歡迎讀者提出問題,共同討論。
第一節 推挽變換器與推挽諧振變換器的比較
推挽變換器
單端直流變換器都有共同的缺點,就是高頻變壓器只工作在磁滯回線的一側,磁芯的利用率較低,易于飽和。雙端型直流變換器可以工作在一三象限,利用率較高。雙端式直流變換器有推挽式、全橋式、和半橋式三種。
1. 電路拓撲圖
其中NP1=NP2=NP,NS1=NS2=NS。N為變比。
2. 電路原理及波形圖
假設儲能電感的電感量遠大于臨界電感,電路工作在電流連續模式。
(1)VT1開通,VT2關斷。
NP1下正上負,根據NP2與其同名端位置判定,也為下正上負。每段電壓為Ui,VT2承受兩倍Ui.二次側VD1正向偏執,VD2截止。由變壓器關系的us=Ui/n,VD2承受2倍反向電壓2Ui/n。電感L儲能。
(2)VT1,VT2截止。
截止后變壓器兩端磁通均保持不變,電壓均為零。儲能電感L放電,VD1,VD2 均正向偏執導通,也起到續流二極管的作用。電感兩端電壓=-Uo。
(3)VT1關斷,VT2關斷。
NP2上正下負,根據NP1與其同名端位置判定其也為上正下負。每段電壓為Ui,VT1 承受兩倍Ui.二次側VD2正向偏執,VD1截止,承受2倍反向電壓2Ui/n。電感L 再次儲能。
(4)VT1,VT2都截止。
截止后變壓器兩端磁通均保持不變,電壓均為零。儲能電感L放電,VD1,VD2 均正向偏執導通,也起到續流二極管的作用。電感兩端電壓=-Uo。
3. 輸出電壓Uo
雖然一個周期為T但是由于(2)(4)過程的存在,兩個開關的導通時間都小于0.5T。每個功率開關管的占空比為D,D=ton/T,總占空比Do=2D。輸出電壓 Uo=2DCi/n.
4. 優點
變壓器磁芯利用率高,輸出功率大,紋波電壓小。驅動電路簡單缺點∶變壓器繞組利用率低,功率開關管都要承受2倍電源電壓或者更高,對器件的耐壓要求更高。
推挽諧振變換器
推挽諧振變換器
工作模態分析
工作波形
以上關于詳細工作過程與設計方法參考自論文。
參考文獻
【1】韓鋒.推挽諧振變換器研究(點擊“資料”即可下載)
【2】電子星球直播.【逆變器實訓營】第一講-整機概述及主板原理圖講解(點擊可看)