移相全桥软开关电源论文

移相全桥软开关电源论文内容摘要：

EMI 保护 DC/DC 全桥变换器 输出 滤波 负载 驱动电路 dsPIC33F164GP206 输出电压电流反馈 辅助电源 采集的信号进行比较，产生误差信号。 根据增量式 PID算法设置 dsPIC33F 产生不同占空比的方波信号，经过驱动电路控制开关调整输出电压，以达到电压的稳定。 移相全桥软开关电源总电路图 基于 dsPIC33F164GP206 的移相全桥软开关电源总电路图见附录。 第三章 移相全桥电路基本原理 移相全桥零电压 PWM软开关电路的工作原理 基本结构及工作过程 图。 Ui为直流输入电压， Uo 为输出 电压。 与普通全桥电路相比，电路中增加了一个谐振电感 Lr 和与四个开关 (S1～ S4) 并联的电容(C1～ C4) ,它不仅是独立的电容元件 ,还包括开关器件中寄生的结电容。 图 示出 S1～ S4 的开关控制波形。 除死区时间外 ,电路中总有两个开关同时导通 ,其组合为 S2和 S S3和 S S1和 S S4和 S2 ,周而复始 ,其中 S2和 S S1和 S4组合时 ,全桥电路输出能量； S3和 S S4和 S2 组合时 ,全桥电路处于续流状态，不输出能量。 改变这两类组合的时间比例，即改变移相角，就能实现输出电压的调节。 图 移相全桥型电路 图 开关控制波形 根据输出滤波电感 Lo的电流是否连续 ,电路的工作模式可分成连续和不连续两种。 在不连续工作模式下， S1～ S4 都不能实现零电压开通 ,开关损耗大，这是应该尽量避免的一种情况。 鉴于在通常应用 (如开关电源、逆变焊机 )中， Lo 的电流基本上都能连续，因此本文的讨论仅限于连续工作模式。 另外，在分析中假定开关、电容、电感和变压器都是理想的。 谐振是移相全桥型电路实现开关的零电压开通的关键。 电路的谐振过程发生在四种组合相互转换的死区时间内，每一开关周 期有四次。 由于谐振过程两两对称 ,可分为 : S2和 S3 、 S1和 S4 向续流状态 S3 和 S S4 和 S2 转换的谐振过程 ,即超前桥臂 S S2 的换流过程。 S3和 S S4 和 S2 向输出能量状态 S1和 S S2和 S3转换的谐振过程，即滞后桥臂 S S4 换流过程。 超前桥臂转换的谐振过程 以 S2和 S3向 S3和 S1 转换为例 ,考虑到 S2 关断后 , VD6 仍然导通 , 所以谐振电路应含 Lr、谐振电容 C1和 C变压器 T、输出滤波电容 Co、 Lo ,将 Co、 Lo 折算到 T 的初级 ,并将 Co等效为电压源 ,这时等效的谐振电路见图。 因在谐振电路中电容可等效为零初值等值电容与电压是电容初值电压的电压源串联 (见图) ,所以谐振电路可化简为图。 根据图 可得这一次谐振过程的微分方程为 : occ nUudt udLC 22 （ 1） 式中 n —— 变压器变比 C=C1+C2 L=Lr+ 2n Lo。 初始状态 :电容电压 cu (0) = Ui ,谐振电流 LrI (0) = Io/ n ,谐振过程开始于 S2 关断时刻 ,结束于 S1 开通时刻 ,如果在谐振结束时满足 cu = 0 ,S1 即为零电压开通。 (a) 谐振过程等效电路 (b) 电容等效变换 (c) 简化等效电路 图 超前桥臂转换谐振过程等效电路 由于很大的 Lo 参与谐振 ,所以 LrI 几乎不衰减 , cu (t) 可近似为线性下降。 为了使 cu (t)能在 Δ t1 时间内降至零 ,应满足以下条件 : Δ t1 ≥ kCUi/Io (2) 其中 Δ t1为 S1和 S2交换死区时间。 相似的谐振过程发生在 S1和 S4 向 S4 和 S2 转换的死区时间内 ,所以 S S2实现零电压开通的条件相同均为式 (2)。 滞后桥臂转换的谐振过程 以 S3 和 S1。