带辅助网络的两路交错并联DC/DC变换器

时间:2013-03-20来源:网络

模态4[t3,t4] V3关断后,由于A,B两桥交错,ip1不断增强,使得C2放电,C3充电,从而实现V3的ZVS关断。t4时刻,C2的电压下降到零,VD2自然导通,该模态结束。
模态5[t4,t5] t4时刻,C2放电完毕,VD2已经导通,此时V2驱动信号到来实现ZVS。
到t5时刻,iLb减小到零,开始过零并向负方向增大,该模态结束。t5时刻以后,iLb(t)为:
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模态1~5为1/4个工作周期,实现了V1ZVS关断和V4的ZVS开通,及V2的ZVS开通与V3的ZVS关断。模态6~16为后3/4个周期,其原理与前1/4个周期类似,此处不再赘述。

3 软开关的实现及参数设计
3.1 超前桥臂实现ZVS的条件及参数设计
以A桥为例,V1(V4)开通(关断)时,ip1和iLa同时流入(流出)节点a,且同时给C1,C4充、放电,使之在各种工作状态下,在开关管开通前抽完寄生于该开关管并联结电容上的电荷,实现ZVS开通。同时,由于开关管关断时并联结电容的充电,而使得开关管实现ZVS关断。
为了实现超前管的ZVS,在死区时间td内必须确保超前管并联结电容放电完毕。需要满足:
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3.2 滞后桥臂实现ZVS的条件及参数设计
V3(V2)开通(关断)时,由于A,B两桥次级的交错,使得ip1逐渐增强,当电流在滞后管关断时的能量满足使开关管并联结电容放电完毕时,滞后管实现ZVS开通。
设在V2,V3开通(关断)时,由于A,B全桥次级的交错,此时ip1增强,设此时ip1=Ip1,那么:Ip3=Ip1+Ip2。此时,若想实现V2,V3的开通(关断),在不考虑变压器初级绕组寄生电容的情况下需满足:
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4 实验结果
为验证理论分析的正确性,进行了实验验证,其参数为:Uin=40 V;Uo=150 V;满载输出功率P=750 W;C=1 nF;fs=20 kHz;td=2.5 μs;K=1/3,La=Lb=100 μH,Ca1=Ca2=Cb1=Cb2=200 μF,Lf=300 μH,Cf=1 000 μF。图2为实验波形。

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由图2a可知,在不添加辅助网络的条件下,超前桥臂开关管V5不能实现ZVS,滞后桥臂开关管V7能实现ZVS。由图2b可知,添加辅助网络后V5和V7均能够实现ZVS。

5 结论
通过理论分析、实验可知,提出的变换器能够利用辅助回路实现超前桥臂的ZVS,且能借助两个全桥次级的交错电流实现滞后桥臂的ZV S。通过分析和实验可知,该变换器改善了文献中变换器的性能,达到了设计的目的。该变换器拓扑对于研究大功率开关电源两路或多路交错并联DC/DC变换器具有指导意义。

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关键词: 变换器 软开关 交错并联 辅助网络

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