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高压电源之全桥操控战略

通过对变压器拓扑结构的了解,本次设计的高压电源采用的拓扑结构确定为全桥变换。因为适用于大功率。上图所示全桥电路结构,基本原理为:直流

经过对变压器拓扑结构的了解,本次规划的高压电源选用的拓扑结构确定为全桥改换。由于适用于大功率。

上图所示全桥电路结构,根本原理为:直流电压Uin经过VT1、VD1~VT4、VD4组成的全桥开关改换器,在Tr初级得到沟通方波电压uAB,经变压器升压或降压,再由输出整流桥改换成直流方波,最终经过电感Lf、电容Cf组成的滤波器,在Cf上得到平直的直流电压。
全桥DC/DC改换器有四种操控战略,别离是双极性操控方法、有限双极性操控方法、不对称操控方法以及移相操控方法。
在了解上述4种作业方法前,先了解两个关键字,zvs和zcs。
pwm操控开关管作业在硬开关形式下,即开/关过程中电压下降/上升和电流上升/下降波形有交叠。此种方法功率低,对开关管损耗大。所以为了处理这个问题,呈现了所谓零电压开关(ZVS)/零电流开关(ZCS)技能,电压电流不交叠,即软开关技能。
双极性操控方法为:开关管VT1和VT4、VT2和VT3一起注册和关断,其注册时刻不超越半个开关周期,即它们的注册角小于180度。
归于根本操控方法,经过调理脉宽来调理输出电压,开关管作业在硬开关状况,作业时须选用缓冲电路吸收尖峰电压。
有限双极性操控方法为:有限双极性操控方法正半周期中,VT4一向注册,VT1只注册一段时刻;负半周期中,VT2一向注册,VT3只注册一段时刻。VT1 和VT3别离在VT4和VT2之前关断。界说VT1、VT3组成的桥臂为抢先桥臂,VT2、VT4组成的桥臂为滞后桥臂。
这种方法完成了抢先桥臂的零电压开关,和滞后桥臂的零电流开关,从而降低功耗
不对称操控方法为:VT1和VT4和VT2和VT3一起注册和关断,与双极性方法不同的是VT1、VT4和VT2、VT3的注册和关断是互补的,即当 VT1、VT4注册时,VT2、VT3关断;VT1、VT4关断时,VT2、VT3注册。VT1、VT4的注册时刻与VT2、VT3的不一样,因此uAB 正负半周的时刻不一样。
这个电路在完成开关管ZVS的一起,有一个特别的长处,互补导通(但不是180°互补导通),之间没有死区时刻,平直的输入电流有利于输入滤波器的规划。
移相操控方法为:每个桥臂的两个开关管180°互补导通,两个桥臂的导通之间相差一个相位,即所谓移相角。VT1、VT3的驱动信号别离抢先于VT4、VT2,能够界说VT1、VT3组成的桥臂为抢先桥臂,VT2、VT4组成的桥臂为滞后桥臂。
使用变压器的漏感和开关管的寄生电容完成ZVS,经过调理移相角来调理输出电压,有开关频率安稳,开关频率可高,%&&&&&%的电压和电流应力小。
下图为4种操控方法的波形示意图
四种全桥操控方法的优缺陷:
双极性操控的缺陷:1、尖峰大。2、损耗大。3、开关管需求很大的安全作业区。4、二极管的反向恢复也会形成很高的电压、电流尖峰和损耗。5、驱动电路不安稳,发生很大噪声。6、开关损耗约束了开关频率的进步,使动态特性下降,不利于滤波器的小型化。
有限双极操控的缺陷:1、IGBT一般接受很高的反向电压,并且或许反向雪崩击穿。2、IGBT要接受很高的正向电压。3、没有充分使用漏感能量,使其耗费在雪崩击穿的IGBT中,形成IGBT功耗较大。4、因有一对开关管是ZVS,因此仍存在电流拖尾,约束了开关频率的进步。
不对称操控的缺陷:1、需求隔直%&&&&&%。2两对开关管的电流应力不一样,不利于一致挑选开关管。3、需求电感,,这个电感一向活动着一个直流电流,电感中存在损耗。4、存在占空比丢掉现象。
移项操控的缺陷:1、存在占空比丢掉。2、开关管的电流峰值添加。3、次级整流桥的耐压值添加。
从完成改换设备小型化和轻量化的视点来看,在四种操控方法中,双极性操控方法和不对称操控方法不大适用于中、大功率使用场合。有限双极性操控方法和移相操控方法具有更多的优越性,是中、大功率使用场合的抱负操控方法。
所以这次的电源应该挑选有限双极性操控方法或者是移项操控方法。看波形,我仍是倾向于移项操控方法。接下来需求了解一下软开关,zvs和zcs,还有移相操控。

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