第三讲 软开关型电力变换器3

1、3.9 硬开关全桥型DC/AC-AC/DC直流电源图中： 正半周Ton期间，T1、T4同时导通，D5、D8导通 负半周Ton期间，T2、T3同时导通，D6、D7导通13.9 硬开关全桥型DC/AC-AC/DC直流电源 若T1on T2on ，则VAB中有直流分量，变压器直流偏磁。 加隔直电容C使VAB中的直流分量落在C上（f = 0，XC=），则N1上只有交流电压分量，变压器无直流磁化。23.10 移相全桥零电压开关DC/AC-AC/DC变换器3.10.1 电路特点3.10.2 一个周期的开关过程3.10.3 开关器件零电压开通条件3.10.4 变压器二次绕组及二极管导电情况3.10.5 电压

2、（占空比）丢失情况 33.10.1 电路特点 与硬开关全桥变换器的共同点： 单相全桥PWM逆变，高频变压器变压隔离，半波不控整流，LC滤波输出； 与硬开关全桥变换器的区别： 增设了谐振电感Lr和四个并联电容C1C4； 在控制时序上T1与T2、T3与T4互补驱动，有死区td； T1比T4驱动超前t，T2比T3驱动超前t，T1、T2称为超前桥臂，T3、T4称为滞后桥臂。43.10.1 电路特点（续）死区角d=td，移相角=t，脉宽=-d-；d =0， =0，=，输出可以看作是方波可见移相角决定输出电压的大小，移相角越大，输出电压越小5第1阶段，起始时刻t0以前，T1、T4、D5导通，电感Lr上的电

3、流ip =If/K从t0时刻起关断T1，ip从T1转到C1、C2，C1以ip/2充电到VD， C2以ip/2放电到0 ， ip衰减很少，可求得该阶段持续时间t01:3.10.2 一个周期的开关过程（续1）t0t1 从t0时T1关断开始到t1时C2放电到零，VC2=0，此后ip经D2续流。6第2阶段，t1t3,保持VC2=0，直到t=t 3时刻关断T4。只要死区时间tdt01=t1-t0（2C2VD/I0）就可在t2点零电压开通T2。3.10.2 一个周期的开关过程（续2）开关过程7第3阶段， t3t4 ,软关断T4 ， C4充电，C3放电，T2已开通，D2仍续流ip。3.10.2 一个周期的开

4、关过程（续3）C3以ip/2放电，C4以ip/2充电，到t4时VC3=0，此后 D3导电，为T3零电压开通创造条件。在此阶段VABt34。 开关过程103.10.2 一个周期的开关过程（续5）(a) (e)T2、T3都是通态，从t6开始，电源VD经T3、N1、T2 建立负半波电流，直到t7时刻。 D5、D6同时导电期间VO=0 。 第5阶段: t6t7期间变压器建立反向电流113.10.2 一个周期的开关过程（续6） 第6阶段 t7t8 。T2、T3已处于负半周通态，经D6向负载供电；到t8时刻完成半个周期。图9.8 (a) (d) (e)通态过程123.10.3 开关器件零电压开通条件1.要

5、超前桥臂T2（T1）零电压开通必须在tfi 期间 问题：为什么超前桥臂T1、T2实现零电压开关比较容易？原因：在C1充电、C2放电过程中，ip较大且恒定不变（等效电感LLrK2Lf很大），因此C2迅速放电到零，时间很短，D2很快导电，为T2的零电压开通创造了条件。选择C2133.10.3 开关器件零电压开通条件（续1）2.要滞后桥臂T3（T4）零电压开通必须图9.8 (a) (d) (e)t=t414问题：为什么滞后桥臂T3、T4实现零电压开关比较困难？原因： 在滞后桥臂T3开通前的t34期间，电流ip减小很快（在此期间变压器短路，因此仅有谐振电感Lr提供能量)，因此电容C3放电到零的时间较长

6、，死区时间td必须大于该时间才能实现T3的零电压导通。 轻载时很难实现零电压开通，但轻载时负载电流小，开关损耗不大，设计时可折中考虑。 如果实现零电压开通所需的Lr超过变压器漏感，则要外加串联电感。如果开关器件的寄生电容不足以实现软关断要求，则应另外并联电容。3.10.3 开关器件零电压开通条件（续2）153.10.4 变压器副方绕组及二极管导电情况正半周T1、T4导通，N21，D5导电。T4关断后，iD5逐渐减小到零， iD6逐渐增大到I0。负半周T3、T2导通，N22，D6导电。T3关断后，iD6逐渐减小到零， iD5逐渐增大到I0。163.10.5 电压（占空比）丢失情况开关管并联C可有