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采用变压器次级辅助绕组的软开关PWM三电平变换器
[发布时间]:2011年11月9日 [来源]:互联网 [点击率]:6755
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na=N3/N1为变压器辅助绕组与初级绕组的匝比,它小于变压器次级与初级匝比n=N2/N1的一半(忽略漏感和次级整流二极管的结电容间的寄生影响,以简化工作过程的分析)。 

模式3(t2~t3)    t2时刻,Lk与Ch完成了半个谐振周期,VCh=2naVs,电容Ch试图通过Dh放电,然而VCh<Vrec,所以Dh反偏。维持电容Ch保持电压不变,输出功率由主绕组承担。 

模式4(t3~t4)    t3时刻S1关断,ip给C3充电,C3上电压逐渐上升,所以S1是零电压关断。同时C4放电,此时Lk和输出滤波电感Lf相串联,Lf一般很大,ip近似不变,类似于一个恒流源,C3电压线性上升,C4电压线性下降。
    vC3(t)=    (4) vC4(t)=Vs-    (5) 

初级电压vab=vC4,次级整流电压与初级电压下降的斜率相同。 

模式5(t4~t5)    t4时刻次级整流电压下降到维持电容电压VCh,此时二极管Dh导通,整流电压随着维持电容电压变化(设Ch比C3,C4大得多),Ch开始为负载提供部分电流。因为漏感储能仍使C3充电C4放电,初级电压几乎按与先前同样的斜率下降,这意味着次级整流电压比初级电压下降得慢。初级电压与次级反射电压之差加在漏感上,初级电流ip开始下降。折算到初级的简化等效电路如图3(a)所示,初级电流和电压以及次级电压为
    ip(t)=nIocos(ωbt)+nIo    (6)
    vab(t)=sin(ωbt)-    (7) 
 
           

                       (a)模式5    (b)模式6    (c)模式7 
                          图3    简化等效电路图 

Vrec(t)=-sin(ωbt)+t+2naVs    (8)

式中:ωb=;
      Ceq=C3+C4。 

模式6(t5~t6)    t5时刻,C3的电压上升到Vs,C4的电压下降到零,vab=0,此时D4自然导通。D4导通后,C4的电压被箝在0,因此可零电压开通S4,S4与S1驱动信号之间的死区时间应大于(t5-t3)。次级电压折算到初级后都加在漏感上,初级电流迅速下降。折算到初级的简化等效电路如图3(b)所示。初级电流和次级电压为
    ip(t)=Iacos(ωct)-sin(ωct)+Ia    (9)
    vrec(t)=nIaZcsin(ωct)+Vacos(ωct)    (10)
式中:Zc=;
            ωc=;
      ip(t5)=Ia;
      vrec(t5)=Va。 

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