本专题的写作灵感来自于寿老师的系列直播课。在偶然的机会下,我了解到该系列直播课,因为看到是软开关拓扑,便引起了我研究的兴趣。在对该部分内容进行学习的同时,我自己也会尝试搭建一个仿真模型,以便于对内容的理解。我已将本文涉及资料 推挽谐振变换器研究_韩锋.pdf 上传,点击“资料”即可下载。
该部分内容主要包括:
1、推挽变换器与推挽谐振变换器的比较;
2、推挽(谐振)变换器建模与波形分析;
3、全桥逆变器调制方式与工作过程分析;
4、电流前馈P+PI双闭环控制;
5、电流前馈PI+准PR双闭环控制。
本专题初步定于每周六晚更新。因为目前处于学习阶段,欢迎读者提出问题,共同讨论。
第一节 推挽变换器与推挽谐振变换器的比较
推挽变换器
单端直流变换器都有共同的缺点,就是高频变压器只工作在磁滞回线的一侧,磁芯的利用率较低,易于饱和。双端型直流变换器可以工作在一三象限,利用率较高。双端式直流变换器有推挽式、全桥式、和半桥式三种。
1. 电路拓扑图
其中NP1=NP2=NP,NS1=NS2=NS。N为变比。
2. 电路原理及波形图
假设储能电感的电感量远大于临界电感,电路工作在电流连续模式。
(1)VT1开通,VT2关断。
NP1下正上负,根据NP2与其同名端位置判定,也为下正上负。每段电压为Ui,VT2承受两倍Ui.二次侧VD1正向偏执,VD2截止。由变压器关系的us=Ui/n,VD2承受2倍反向电压2Ui/n。电感L储能。
(2)VT1,VT2截止。
截止后变压器两端磁通均保持不变,电压均为零。储能电感L放电,VD1,VD2 均正向偏执导通,也起到续流二极管的作用。电感两端电压=-Uo。
(3)VT1关断,VT2关断。
NP2上正下负,根据NP1与其同名端位置判定其也为上正下负。每段电压为Ui,VT1 承受两倍Ui.二次侧VD2正向偏执,VD1截止,承受2倍反向电压2Ui/n。电感L 再次储能。
(4)VT1,VT2都截止。
截止后变压器两端磁通均保持不变,电压均为零。储能电感L放电,VD1,VD2 均正向偏执导通,也起到续流二极管的作用。电感两端电压=-Uo。
3. 输出电压Uo
虽然一个周期为T但是由于(2)(4)过程的存在,两个开关的导通时间都小于0.5T。每个功率开关管的占空比为D,D=ton/T,总占空比Do=2D。输出电压 Uo=2DCi/n.
4. 优点
变压器磁芯利用率高,输出功率大,纹波电压小。驱动电路简单缺点∶变压器绕组利用率低,功率开关管都要承受2倍电源电压或者更高,对器件的耐压要求更高。
推挽谐振变换器
推挽谐振变换器
工作模态分析
工作波形
以上关于详细工作过程与设计方法参考自论文。
参考文献
【1】韩锋.推挽谐振变换器研究(点击“资料”即可下载)
【2】电子星球直播.【逆变器实训营】第一讲-整机概述及主板原理图讲解(点击可看)