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文档简介

PWM硬开关与谐振软开关变换器对谐波及功率输出的影响陈鹏电气专研-141、PWM硬开关工作方式

在各种逆变变换技术中，PWM硬开关的变换技术最为简单、成熟，应用已非常普遍。采用PWM硬开关工作方式，高压直流电源的主电路拓扑如图所示。Lr为变压器漏感及导线杂散电感，C0为电除尘负载等效电容，R0为电除尘负载等效电阻。Vin为直流母线电压，V0为负载电压折算到变压器原边值，变压器变比为l：n。PWM工作方式下逆变输出电流波形工作原理：

t0时刻开关管S1和S4的驱动脉冲到来，开关管S1和s4导通，电感Lr被充电，逆变输出电流i沿直线上升。此时高压硅堆D02和D03导通，逆变电路通过变压器和高压硅堆给负载供电。t1到t2时间段，反并联二极管D2和D3导通，逆变输出电流下降到零。可见在PWM硬开关的工作方式下，开关管是零电流开通，但是在峰值电流的情况下关断。开关管在大电流的条件下关断，关断损耗大，而且会在开关管上产生较大的尖刺。时区时间结束后，Ts／2时刻，S2和S3的驱动脉冲到来，电感又开始被充电，情况同上面的分析，不再赘述。硬开关轻载MATLAB仿真原理图：PWM硬开关轻载逆变输出电压、电流、变压器输出功率波形：硬开关重载MATLAB仿真原理图：PWM硬开关重载逆变输出电压、电流、变压器输出功率波形：2、PWM软开关工作方式采用的高压直流电源的主电路拓扑如图所示。变压器变比为1：n，Lr为谐振电感(利用变压器漏感和导线杂散电感)，Cr为谐振电容(外加电容)，C0、R0分别为负载等效电容和电阻。电流断续工作方式下，可以实现开关管的零电压零电流关断，因此选用该工作方式，对其进行分析讨论。其工作过程的波形如图所示。在电流断续工作方式下，电路有三种开关模式：1．开关模式1，to到t1期间，开关管S1、S4导通，f>0，电路正向谐振；2．开关模式2，t1到t2期间，反并二极管D1、D4导通，f<0，电路反向续流谐振；3．开关模式3，t2到t3期间，i=0，所有的开关管和二极管均关断，电路处于谐振电流断续状态，所有谐振元件状态不变。软开关轻载MATLAB仿真原理图：PWM软开关轻载逆变输出电压、电流、变压器输

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