雙正激變換器軟開關(guān)拓?fù)涞姆治雠c評(píng)價(jià)
廣義軟開關(guān),就是用有源或無源的無損吸收電路,使開關(guān)過程軟化,實(shí)現(xiàn)近似零電壓開通或近似零電流關(guān)斷,減少開關(guān)損耗,同時(shí)降低整流二極管的反向恢復(fù)損耗。它可以達(dá)到與傳統(tǒng)ZVT或ZCT軟開關(guān)幾乎相同的指標(biāo),但比傳統(tǒng)軟開關(guān)具有電路簡(jiǎn)單,成本低廉,可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。圖15所示是一種廣義軟開關(guān)-PWM雙正激變換器[17,18],原理簡(jiǎn)述如下:主開關(guān)管S1、S2以及輔管Sa同時(shí)開通,回路中Lr限制了主開關(guān)管的電流上升率,減小了開通損耗。S1先關(guān)斷,變壓器電流對(duì)C1充電,C1上的電壓不能突變,因此S1電壓上升電壓斜率受到限制,關(guān)斷損耗減小。令Sa先于S2關(guān)斷,當(dāng)S2關(guān)斷時(shí),器電流對(duì)C2充電,和S1關(guān)斷情況相同,減小了S2的關(guān)斷損耗。該電路的特點(diǎn)是:變壓器和吸收電感的儲(chǔ)能可回饋給電源,輔管Sa可實(shí)現(xiàn)ZVS,S1、S2雖然不是零電壓開通,也不是零電流關(guān)斷,但是有源無損吸收電路有效地軟化了開關(guān)過程。但是吸收電路需增加輔助開關(guān)管,控制較復(fù)雜。
圖16 雙橋式ZVS雙正激變換器
4.2 ZVZCS PWM交錯(cuò)并聯(lián)的雙正激組合變換器
文獻(xiàn)[20]提出了一種ZVZCS PWM并聯(lián)的雙正激組合變換器如圖17所示,副邊采用耦合的濾波電感以減小空載電流和環(huán)流電流,Ls1、Ls2是變壓器的副邊漏感。通過PWM控制,不需輔助電路就實(shí)現(xiàn)了S1、S2的ZVS和S3、S4的ZCS,減小了原邊和副邊的空載和環(huán)流電流,降低了通態(tài)損耗。它適合用于高壓輸入、IGBT做開關(guān)管的場(chǎng)合。
圖17 ZVZCS PWM交錯(cuò)并聯(lián)的雙正激組合變換器
4.3 新型的ZVZCS雙正激組合變換器
文獻(xiàn)[21]提出了一種新型的ZVZCS PWM交錯(cuò)并聯(lián)的雙正激組合變換器如圖18所示。兩個(gè)相同的雙正激變換器在原邊串聯(lián),采用一個(gè)帶兩個(gè)原邊繞組和兩個(gè)副邊繞組的高頻變壓器,采用PWM技術(shù)減少空載和環(huán)流電流,降低了導(dǎo)通損耗。在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)不需采用任何有源或無源輔助電路,由變壓器漏感電流實(shí)現(xiàn)了S1、S3的零電壓零電流開通、零電壓關(guān)斷,利用漏感電流和環(huán)流電流實(shí)現(xiàn)S2、S4的零電流開通、零電壓關(guān)斷。4個(gè)開關(guān)管類似全橋變換器工作,磁芯元件和濾波器體積都很小。該變換器的優(yōu)點(diǎn)是變壓器原邊側(cè)沒有環(huán)流存在,但是需要兩個(gè)相同的原邊繞組,銅損較大。此外S2、S4為零電流開通,用MOSFET作開關(guān)管時(shí)存在容性開通損耗。適用于高輸入電壓的大功率場(chǎng)合。
圖18新型的ZVZCS雙正激組合變換器
4.4 ZVS三電平雙正激組合變換器
文獻(xiàn)[22]提出了一種新型的ZVS三電平雙正激組合變換器,如圖19所示。它由兩個(gè)雙正激電路串聯(lián)構(gòu)成,經(jīng)過一個(gè)有兩個(gè)原邊繞組的高頻變壓器實(shí)行隔離輸出。利用集成在高頻變壓器中的副邊漏感,通過PWM控制實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的ZVS。該變換器的開關(guān)管所承受的電壓應(yīng)力為輸入直流電壓的一半,因此適用于高電壓輸入場(chǎng)合。文獻(xiàn)最后給出了采用全波整流和倍流整流的ZVS三電平雙正激組合變換器
圖19 ZVS三電平雙正激組合變換器
4.5 新型的ZVS雙正激組合變換器
文獻(xiàn)[23]提出了一種新型的ZVS雙正激組合變換器,如圖19所示。主電路原邊部分由交錯(cuò)并聯(lián)的雙正激組合變換器簡(jiǎn)化而來,原邊只用兩個(gè)續(xù)流二極管,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。而且采用變壓器的磁集成技術(shù),高頻變壓器磁芯雙向磁化,提高了磁芯的利用率,進(jìn)一步減小了體積,提高了變換器的功率密度。此外,該變換器還具有如下一些特點(diǎn):
評(píng)論