《移相全桥ZVS变换器ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《移相全桥ZVS变换器ppt课件.ppt（34页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、移相全桥ZVS变换器,移相全桥ZVS变换器的控制目标移相全桥ZVS变换器的拓扑分析次级有源钳位移相全桥变换器移相全桥ZVS变换器的控制实现,Part移相全桥ZVS变换器的控制目标,DC,DC,大功率高效能的DC/DC变换,通过全桥拓扑实现大功率的能量变换通过移相控制实现零电压开关（ZVS）,AC,DC,DC,AC,全桥变换器功率等级移相控制控制策略ZVS软开关开关方式,Key word：,全桥变换器,DC/DC 变换器有很多拓扑，如buck、boost等，对应着各自的应用功率等级一般认为，功率等级和开关器件的数量成正比在中大功率场合首选全桥变换器,移相控制,移相控制使用50%占空比PWM驱动四
2、个开关管，其中同一桥臂的驱动电压互补，相位相差180度，而超前臂和滞后臂之间相差一个相位角，通过调节该相位角大小来调节输出电压。,ZVS软开关,ZVS软开关在功率管开通和关断的过渡时间里，为避免两端电压和流过电流的重叠（产生开关损耗），置两端电压为零，即零电压开关（Zero-Voltage-Switching，ZVS）,Part移相全桥ZVS变换器的拓扑分析,Q1Q4为开关管Ds1Ds4为开关管反并联二极管Cs1Cs4为开关管的寄生或外接电容T1为高频变压器Llk为变压器漏感或串联电感,移相全桥ZVS变换器主电路拓扑,D1D4为次级侧整流二极管Lo为输出滤波电感Co为输出滤波电容Ro为输出负载
3、,电路构成,同一桥臂上下开关管180度互补导通Q1、Q2分别超前Q4、Q3一定相角度导通一般称Q1、Q2为超前臂，Q3、Q4为滞后臂,移相全桥ZVS变换器主电路拓扑,桥臂区分,超前臂,滞后臂,一个开关周期可分为12个工作模态（t0t12）由于全桥变换器拓扑的对称性，其前后半周呈反相位对称，故只须对变换器的前6个工作模态进行分析。,模态分析,在此期间，Q1和Q4导通次级侧输出电感Lo耦合至一次侧原边电流Ip变化率如下式,模态1(t0-t1),t1时刻Q1零电压关断 Ip 从Q1转移到Cs1 和Cs2 Cs1 充电，Cs2 放电 t2时刻VAB 降至零 此区间为超前臂暂态变换区间,模态2(t1-t
4、2),其中，Ip、Cs1 和Cs2 有如下表达式：,模态2(t1-t2),t2时刻二极管Ds2 正向导通，为原边电流Ip 提供续流通道 原边电流Ip 的变化率如下式所示，,模态3(t2-t3),模态4(t3-t4),t3时刻Q4零电压关断 Ip 从Q4转移到Cs3 和Cs4 Cs4 充电，Cs3 放电 t4时刻VAB降至-Vin,模态4(t3-t4),该VAB负压迫使次级侧二极管D2、D3导通，而D1、D4并不能立刻关断，导致变压器次级侧线圈短路，变压器两侧解耦此区间为滞后臂暂态变换区间,模态4(t3-t4),在此期间，变压器初级侧Llk与Cs3 及Cs4发生谐振其中，Ip、Cs3 和Cs4
5、有如下表达式：,t4时刻二极管Ds3 正向导通，为原边电流Ip 提供续流通道 原边电流Ip 的变化率如下式所示，,模态5(t4-t5),t5时刻起，原边电流Ip开始反向增大，流通路径由Ds2、Ds3转为Q2和Q3 副边电流Is也在不断增大，流通路径为D2和D3 流过D1和D4的电流也在不断减小,模态6(t5-t6),t6时刻，副边电流Is与输出电流ILo相等，二极管D1、D4停止导通变压器两侧恢复到耦合状态,模态6(t5-t6),Part 次级有源钳位移相全桥变换器,全桥变换器工作时，整流二极管较长的反向恢复时间trr，会在关断时产生电压尖峰 整流二极管皮法级寄生电容Cp的存在，与变压器漏感L
6、lk发生谐振，在整流输出端产生高频振荡，即振铃现象,寄生振荡,开关管QS 电容CS 二极管DS（开关管QS寄生反并联二极管）,带次级有源箝位的移相全桥变换器拓扑,钳位电路,新增器件,模态1(t0-t1),该次级有源箝位电路的一个开关周期可分为4个工作模态（t0-t4），具体分析如下：模态1（t0-t1）：t0时刻变压器副边电压Vrec建立，箝位开关管Qs处于关断状态 变压器漏感、二极管寄生电容通过Qs的体二极管与箝位电容Cs发生谐振，对Cs充电,模态2(t1-t2),模态2（t1-t2）：t1时刻导通Qs 谐振电流ICs 的方向不变，逐渐减小至零,模态3(t2-t3),模态3（t2-t3）：t
7、2时刻，ICs 过零换向，并逐渐增大 箝位电容Cs处于放电状态,模态4(t3-t4),模态4（t3-t4）：t3时刻变压器副边电压Vrec变为零 关断Qs，ICs 降至零,Part 移相全桥ZVS变换器的控制实现,移相控制的数字实现,TMS320F2812控制器集成有两个事件管理器模块EVA和EVB，每个事件管理器模块有两个通用定时器，可用作生成PWM波形为实现移相控制，一般多采用EVA模块的T1定时器和EVB模块的T3定时器来分别生成超前、滞后臂的PWM波形其中，TxPR寄存器对应开关频率，TxCMPR寄存器对应占空比，TxCNT寄存器对应定时器的计数值，可用来配置移相角的大小,移相控制的数
8、字实现,具体实现方案包括如下2部分：I.配置TxPR,TxCMPR寄存器生成2组开关频率相同，占空比50%，互补的PWM波形PWM1/PWM2（超前臂），PWM7/PWM8（滞后臂）；II.若移相角为 度，则配置这样PWM7将滞后于PWM1波形 相位，同理，PWM8滞后于PWM2波形 相位。,有源钳位的数字实现,I.配置T2CMP管脚作钳位PWM波形的输出，T2CMP的开关频率配置为PWM1的2倍，即II.配置T2CMP波形同步于PWM1波形，即III.AD采样计算完成后，实时更新移相角(对应T1CNT、T3CNT寄存器)、钳位PWM占空比(对应T2CMPR寄存器)、延时(对应T2CMPR寄存器),程序流程图,
