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　　帶隔離變壓器的變換器零電流轉(zhuǎn)換方案張方華，嚴(yán)仰光南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，江蘇南京210016壓器副邊構(gòu)造了和主功率回路并聯(lián)的輔助諧振網(wǎng)絡(luò)，在主開關(guān)管關(guān)斷以前開通主開關(guān)管，通過諧振電容的高電壓封鎖副邊整流橋的輸出，使變壓器原邊電流降到零，在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了主管和輔管的零電流開關(guān)。該文以推挽正激變換器為例，進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)，通過原理樣機(jī)的研制證明了這種方案的優(yōu)點(diǎn)。后給出了應(yīng)用此種思想實(shí)現(xiàn)冗的族變換器拓?fù)洹?p>　　開關(guān)零電流轉(zhuǎn)換；電力電子1引言捉高開關(guān)器件的關(guān)頻率，減小磁性元件的體枳重是提高功率密度的義鍵技術(shù)。而在硬開關(guān)狀態(tài)下，開關(guān)頻率的捉高意味著發(fā)損耗的大幅度，加，閃此有必要采軟開關(guān)技水。20世紀(jì)80年代以來(lái)，軟開關(guān)技術(shù)以到深廣泛的研宄并取得了迅速發(fā)展，90年代進(jìn)步提了零轉(zhuǎn)換26以正激推挽電路的研究為平臺(tái)1.通過輔助電路構(gòu)成了零電流開關(guān)208的正激推挽電路，2.但這種電路的諧振電感在主回路中，增大了導(dǎo)通損耗。本文，加2個(gè)單向?qū)O管，把諧振電感。，出主回路，構(gòu)成零電流轉(zhuǎn)換2.正激推挽電路，3.實(shí)現(xiàn)了主功率管和輔助開關(guān)管的零電流開關(guān)。本文實(shí)現(xiàn)2，說(shuō)，思想可以應(yīng)用到其它有變壓器隔離的拓?fù)渲小?p>　　2工作原理分析2.1穩(wěn)態(tài)工作基本關(guān)系分析。

　　設(shè)原邊匝數(shù)產(chǎn)外2=，副邊匝數(shù)況=匝比2=2叭；乃為開關(guān)周期，開關(guān)頻率=乃；為平均負(fù)載電流今為輸出濾波電感為輸出濾波電容；7為負(fù)載電阻。

　　電路的穩(wěn)態(tài)工作基本關(guān)系和正激推挽電路相同，可參考文5，7.

　　自然關(guān)斷。，態(tài)1的持續(xù)時(shí)間為尸472.

　　基本關(guān)系式為221時(shí)刻前，諧振電感電流和諧振電2.2各工作模態(tài)的工作情況電流參考方向。下面通過具體的工作模態(tài)，給出實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的關(guān)鍵波形和控制策略，著重分析實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的機(jī)理。4為電路的工作原理波形，在整個(gè)工作周期，該電路有16個(gè)模態(tài)。在分析之前，做出以下假設(shè)開關(guān)管極管為理想器件，電感電容為理想元件；今4；今足夠大，可以看成個(gè)電流為的電流源。

　　容電壓都為6時(shí)刻以后，副邊感應(yīng)電壓加在諧振元件10上，和0開始諧振。經(jīng)過乃2到2時(shí)刻，經(jīng)大值14時(shí)諧振到零，由于反向通路被，截止，諧振過程被打斷，電壓上升到2〃4，達(dá)到大值。模態(tài)2的持續(xù)時(shí)間為Z12流過開關(guān)管的電流為2，3從2時(shí)刻開始，31自然關(guān)斷，保持為2〃不變。副邊電流或者說(shuō)為負(fù)載電流，為正常地PWM開關(guān)模態(tài)。7，7l0=v+iC；斷，漏感平均電流4在原邊環(huán)流。負(fù)載電流通過，4續(xù)流。時(shí)刻81開通，副邊感應(yīng)電壓心加在副邊漏感4上。，3電流線性上升，2，4電流線性下降。相應(yīng)地，原邊電流也從，開始線性上升，開關(guān)管8是有緩沖的零電流開通的。6時(shí)刻，0103中的電流上升到負(fù)載電流。，2，43，43時(shí)刻零電流開通8電容6；和副邊漏感諧振，副邊輸出電流諧振減小，時(shí)刻，心1電流減小到零，電容0上的電壓為模態(tài)4的持續(xù)時(shí)間為4，心諧振電容提供負(fù)載電流，電容電壓斷81；6時(shí)刻電容電壓減小到0.持續(xù)時(shí)間流，時(shí)刻可零電壓零電流關(guān)斷輔助開關(guān)管。8時(shí)刻零電流開通主開關(guān)管82，開始下半個(gè)開關(guān)周期。下半個(gè)開關(guān)周期的工作模態(tài)和上半個(gè)周期相同，不再贅述。

　　2.3參數(shù)設(shè)計(jì)諧振元件夂和，1和，的設(shè)計(jì)由以下3點(diǎn)制約諧振阻抗足夠大，以減小由于心，諧振而給原副邊增加的電流應(yīng)力。般取這也是2，1方案相對(duì)208方案的個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即增加的諧振電流可以小于大負(fù)載輸出電流響需盡量減小諧振周期這里定義，應(yīng)能維持較長(zhǎng)的提供負(fù)載電流的時(shí)間，以便主功率管的零電流關(guān)斷在控制上容易實(shí)現(xiàn)，即，46匪=7，4應(yīng)足夠長(zhǎng)。

　　+=.，這樣由式⑶炸口原邊開關(guān)管的大電流為。32，74.，電流應(yīng)力增大，但小于208方案中的電流應(yīng)力。

　　由于諧振過程的工作時(shí)間很短，流過整流管的電流有效值變化很小，所以整流管的電流定額基本上不變。由式14可知，諧振電容的電壓為2叱，這樣01的電壓定額要比原來(lái)增大1倍。

　　3實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)理論分析，采用此方案，研制成功28.5輸入，75輸出1讓000020丁變換器，開關(guān)頻率為100紐2.5給出了輸出電流7，10時(shí)的實(shí)驗(yàn)波形5幻中1為原邊開關(guān)管81柵源電壓波形；2為輔助開關(guān)管柵源電壓波形；3為諧振電容，電壓波形，4為。電流波形。5，3中1為原邊開關(guān)管8柵源電壓波形；2為輔助開關(guān)管8柵源電壓波形；3為整流極管01電壓波形，4為諧振電感4電流波形。由波形可81開通時(shí)，副邊電流有緩沖地上升，副邊電流在81關(guān)斷前已降到0，這個(gè)電流按匝比折算到原邊，可主功率開關(guān)管為有緩沖地開通，208關(guān)斷。

　　4乙變換器族將這種201思想應(yīng)用到常用的隔離型變換器拓?fù)渲?，可以得到族零電流開關(guān)的變換器拓?fù)洹?p>　　5結(jié)論木文在提出208實(shí)現(xiàn)想的基礎(chǔ)上，增加兩個(gè)單向?qū)O管，把諧振電感移出主功率回路，構(gòu)成了零電流轉(zhuǎn)換201的0000變換器。

　　借助輔助網(wǎng)絡(luò)的加入，通過諧振，使諧振電容電壓維持高電位，在土功率管關(guān)斷以前開通輔助開關(guān)管，用這個(gè)高電壓封鎖副邊整流橋的輸出，這桿副邊電流在8182關(guān)斷以前電流降到零，使得原邊電流也降到零，在全負(fù)載范內(nèi)實(shí)現(xiàn)主管和輔管的零電流208開關(guān)。本文以正激推挽電路為例，進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)。通過28.5輸75，輸出，0，20丁變換器原理柞機(jī)了應(yīng)用此種圯想實(shí)現(xiàn)20丁的族變換器拓?fù)洹?p>　　3打3叩6.正激推挽電路的研究及工程實(shí)現(xiàn)8加41挽變換器口似0仙，爪34，取6，1電力電子技術(shù)，6獷Electronics，2002，21張方華1976，男，博士研宄生，主要從事雙向0700變換器；王慧貞1964，女，工程師，主要從事航空電源研宄；嚴(yán)仰光1935，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事航空電源系統(tǒng)研宄。

　　責(zé)任編輯王彥駿