BUCK饋電交錯(cuò)并聯(lián)推挽式諧振變換器研究_圖文

1、華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文BUCK饋電交錯(cuò)并聯(lián)推挽式諧振變換器研究姓名：段守圣申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：電力電子與電力傳動(dòng)指導(dǎo)教師：王志強(qiáng)20080508摘要高效率電源是開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)，諧振軟開關(guān)是提高開關(guān)電源效率的常用設(shè)計(jì)手段。為了研制一臺(tái)高效（滿載以上）通信電源，論文采用諧振軟開關(guān)變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。傳統(tǒng)的諧振變換器一般均采用頻率調(diào)制方式，從而使變換器應(yīng)用受到一些限制，如允許輸入的電壓范圍寬度較窄，軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)受負(fù)載大小影響等。本論文采用新型諧振推挽變換技術(shù)，結(jié)合恒定脈寬調(diào)制方式，克服了傳統(tǒng)諧振軟開關(guān)的缺點(diǎn)。為了滿足性能要求，電路采用電流饋電的兩級(jí)電路，前級(jí)和后級(jí)諧振推挽電路，從而減小開關(guān)管應(yīng)

2、力，簡(jiǎn)化控制，降低成本。后級(jí)推挽采用交錯(cuò)并聯(lián)，提高傳送功率和變換器效率。本文首先介紹了諧振變換器背景與種類、基本推挽電路及各種諧振推挽電路的工作原理及基本關(guān)系。重點(diǎn)分析了傳統(tǒng)電壓饋電、電壓饋電以及電流饋電各種電路的基本原理和優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)介紹了同步整流概念和基本原理，并對(duì)新型的諧振推挽電路進(jìn)行了原理分析，討論了軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)條件的選擇、兩級(jí)電路及交錯(cuò)并聯(lián)推挽。然后，論文在比較兩種不同拓?fù)浠A(chǔ)上，采用仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真，重點(diǎn)仿真分析了電路的軟開關(guān)特性。通過(guò)比較，說(shuō)明電路軟開關(guān)的實(shí)現(xiàn)條件。其次，本文對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是磁性元件的設(shè)計(jì)。在介紹了控制和驅(qū)動(dòng)芯片基礎(chǔ)上，提出了整個(gè)電路的控制思路。對(duì)

3、控制電路參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并利用試驗(yàn)驗(yàn)證了控制電路的可行性。最后，本論文為了驗(yàn)證所提出的電路拓?fù)涞膬?yōu)越性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，試制了饋電交錯(cuò)并聯(lián)推挽諧振變換器電源裝置。通過(guò)對(duì)所采集試驗(yàn)波形的分析，說(shuō)明了新拓?fù)涞目尚行?。利用試?yàn)所得的效率參數(shù)繪制了效率曲線，且對(duì)電路進(jìn)行了簡(jiǎn)要的損耗分析。并通過(guò)分析相應(yīng)圖特性，進(jìn)行負(fù)載突變實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了變換器良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。關(guān)鍵詞：諧振推挽；交錯(cuò)并聯(lián)；同步整流；軟開關(guān)；電流饋電曲伍、），呻、所（如）印，嬲嬲，玎，謝，乜讓忙，、，匆，印，徹，、，鉚，丘（，、撕臟，劬“，印鋤，時(shí)，耐匆夠，、所印，：；華南理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)

4、下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：破餳次日期：沙形年形月乃日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬華南理工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保存并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許學(xué)位論文被查閱（除在保密期內(nèi)的保密論文外）；學(xué)校可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)

5、位論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。本學(xué)位論文屬于：口保密，在年解密后適用本授權(quán)書。叫不保密。學(xué)位論文全文電子版提交后：晌意在校園網(wǎng)上發(fā)布，供校內(nèi)師生和與學(xué)校有共享協(xié)議的單位瀏覽。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”）作者簽名：破呀屯指導(dǎo)教師簽名乙乞豈日期：，“。日期：么，第一章緒論第一章緒論弟一早珀匕諧振變換器最早的軟開關(guān)技術(shù)是采用有損緩沖電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。從能量的角度來(lái)看，它是將開關(guān)損耗轉(zhuǎn)移到緩沖電路中消耗掉，從而改善開關(guān)管的工作條件。這種方法對(duì)變換器的效率沒(méi)有提高，甚至?xí)剐式档?。目前所研究的軟開關(guān)技術(shù)不再采用有損緩沖電路，這種技術(shù)真正減小了開關(guān)損耗，而不是損耗的轉(zhuǎn)移，這就是諧振技術(shù)。將

6、這種諧振技術(shù)應(yīng)用于各種變換器中，也即為諧振變換器【，】。本設(shè)計(jì)選擇諧振變換器為研究拓?fù)?。諧振變換器的分類諧振變換器有以下兩種不同種分類。）全諧振型變換器，一般稱之為諧振變換器（）。該類變換器實(shí)際上是負(fù)載諧振型變換器，按照諧振元件的諧振方式，分為串聯(lián)諧振變換器（，）、并聯(lián)諧振變換器（，）兩類。按負(fù)載與諧振電路的連接關(guān)系，諧振變換器可分為兩類：一類是負(fù)載與諧振回路相串聯(lián)，稱為串聯(lián)負(fù)載諧振變換器（，）；另一類是負(fù)載與諧振回路相并聯(lián)，稱為并聯(lián)負(fù)載諧振變換器（，）。在（全）諧振變換器中，諧振元件一直諧振工作，參與能量變化的全過(guò)程。該變換器與負(fù)載關(guān)系很大，對(duì)負(fù)載的變化很敏感，一般采用頻率調(diào)制方法。）準(zhǔn)諧振

7、變換器（，）和多諧振變換器（，）。這是軟開關(guān)技術(shù)的一次飛躍，這類變換器的特點(diǎn)是諧振元件參與能量變換的某一階段，不是全程參與。準(zhǔn)諧振變換器分為零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器（玎，）和零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器（、，）。多諧振變換器一般實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的零電壓開關(guān)，這類變換器需要采用頻率調(diào)制控制方法。各種諧振變換器比較通過(guò)前一小節(jié)的諧振變換器分類比較，本設(shè)計(jì)選擇全諧振變換器拓?fù)?。故此處所說(shuō)的諧振變換器指的是全諧振變換器。前面已講述過(guò)，諧振變換器分為串聯(lián)諧振變換器、并聯(lián)諧振變換器兩類。兩種變換器的特點(diǎn)比較如下：）串聯(lián)諧振變換器華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文串聯(lián)諧振變換器的主要優(yōu)點(diǎn)是：（）使用串聯(lián)電容，隔離了直流成分，避免了

8、變壓器飽和；（）因?yàn)殚_關(guān)器件的電流隨著負(fù)載電流的減小而減小，所以在部分負(fù)載時(shí)仍可以獲得高效率。串聯(lián)諧振變換器的主要缺點(diǎn)是：（）在輕載或者空載的情況下，輸出電壓不能調(diào)節(jié)；（）輸出直流濾波電容承受很大的紋波電流（在低電壓、大電流輸出時(shí)尤為突出）。）并聯(lián)諧振變換器并聯(lián)諧振變換器的主要優(yōu)點(diǎn)是：（）負(fù)載可以被短路；（）由于采用電感濾波，濾波電容需要承受的紋波電流很小，所以適用于低電壓、大電流輸出的電源。并聯(lián)諧振變換器的主要缺點(diǎn)是：由于開關(guān)器件的電流提高，導(dǎo)致電路效率下降。并且開關(guān)器件的電流不隨負(fù)載的減少而減少，因此效率隨負(fù)載的減小而減小。比較二者優(yōu)缺點(diǎn)，本文諧振電路選擇并聯(lián)諧振變換器作為研究對(duì)象，其電路

9、的基本概念及基本關(guān)系如下?；静⒙?lián)諧振回路圖是由電流源，供電的無(wú)阻尼并聯(lián)諧振電路。假設(shè)在。時(shí)刻，諧振電感的初始電流為，（。），圳，諧振電容的初始電壓為（）。則可列出下面的微分方程：。，警“（）魯刮，（）方程的解為：。）：（，。一）。緲，。）：粵緲，一）（），），國(guó)，一），（，）彩，）（）式帆為諧振角頻率朋，再，諧振頻率為，去去；，是諧振電感和諧振電容的特征阻抗，三，。第一章緒論餳圖并聯(lián)諧振電路式（）和（）中可以得知，在并聯(lián)諧振電路中，諧振電感電流和諧振電容電壓，均為頻率為國(guó)，的正弦交流電，諧振頻率，決定于三，和，的大小。工，和，中有兩個(gè)分量：零狀態(tài)分量和零輸入分量。當(dāng)。，時(shí)，厶和的表達(dá)式為：屯

10、，（），?！疽徊?，一）】，（），國(guó)，）上面兩式表明厶和，僅與和，有關(guān)，諧振電容電壓的最大值為一振電感電流的最大值為，一，【捌。（）（），諧推挽式諧振變換器推挽變換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，適合于低電壓輸入的中大功率場(chǎng)合。諧振推挽變換器使其具有軟開關(guān)功能，應(yīng)用更加廣泛。推挽式硬開關(guān)變換器推挽變換器電路拓?fù)淙鐖D所利，】。電路中的兩個(gè)開關(guān)管、接在帶有中心抽頭的變壓器初級(jí)線圈兩端，此電路可以看成完全對(duì)稱的兩個(gè)單端正激變換器組合而成。、，為次級(jí)整流二極管，、為輸出濾波電感和濾波電容。在分析之前，作如下假設(shè)：所有功率管、二極管均為理想元件；電容、電感均為理想元件；輸出電容足夠大，。、尺。，可以看成一個(gè)電壓源；

11、電路已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文粒紛刀一娌鋪豢圖推挽變換器電路拓?fù)渫仆熳儞Q器主要波形如圖所示。導(dǎo)通時(shí)，輸入電壓加在變壓器初級(jí)上端繞組，鮫承受兩倍的輸入電壓，變壓器次級(jí)上端繞組電壓為，整流二極管導(dǎo)通，此期間電源向負(fù)載提供能量；關(guān)斷、仍未導(dǎo)通，整流管中電流逐漸減小，島中電流逐漸增大，直到兩管中電流相等（忽略變壓器勵(lì)磁電流），此時(shí)變壓器可以看作被短路，兩開關(guān)管承受電源電壓，輸出功率由輸出電容提供；鯪導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)，輸入電壓加在變壓器初級(jí)下端繞組上，承受兩倍的輸入電壓，變壓器次級(jí)下端繞組電壓為托圪，整流二極管導(dǎo)通，此期間電源向負(fù)載提供能量；鯪關(guān)斷、仍未導(dǎo)通，整流管：中電流逐漸減小，中電流逐漸增

12、大，直到兩管中電流相等（忽略變壓器勵(lì)磁電流），此時(shí)變壓器可以看作被短路，兩開關(guān)管承受電源電壓，輸出功率由輸出電容提供。推挽電路的基本關(guān)系如下：、電壓傳輸比輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系為關(guān)：加（）吃、。為單管導(dǎo)通占空比（本文中出現(xiàn)的占空比都是指單管導(dǎo)通占空比），為變壓器匝比，。第一章緒論圖推挽電路的主要波形、開關(guān)管的電壓電流應(yīng)力當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，開關(guān)管上的穩(wěn)態(tài)最高電壓是圪。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)流過(guò)開關(guān)管的電流是經(jīng)變壓器變換后的負(fù)載電流，其有效值為易以。（）、次級(jí)整流管的電壓電流應(yīng)力對(duì)于次級(jí)全波整流結(jié)構(gòu)，次級(jí)整流二極管的電壓應(yīng)力是變壓器次級(jí)單繞組電壓的兩倍，即甩。流過(guò)整流管電流的有效值為，珊一（）推挽式諧振變

13、換器為使電路真正實(shí)現(xiàn)零電壓導(dǎo)通和零電流關(guān)斷（），來(lái)達(dá)到變換器的高效率，就要采用新的電路拓?fù)浜涂刂品椒āＳ形墨I(xiàn)【提出了一種新型的推挽諧振電路拓?fù)?，電路拓?fù)淙鐖D所示。該電路由初級(jí)（、），串聯(lián)諧振電路，輸出整流器（一只），輸出電容（口）和負(fù)載（吃）組成。諧振電感為變壓器的次級(jí)漏感，。、：為包括漏源極結(jié)電容在內(nèi)的并聯(lián)電容華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文圖推挽諧振變換器電路拓?fù)渫仆熘C振變換器采用次級(jí)串聯(lián)諧振電路，在固定電路工作頻率，固定占空比的情況下，能很好地實(shí)現(xiàn)零電壓開通和零電流關(guān)斷（），具有不需要分立諧振電感，變換器體積小，設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)單，變換器成本低，效率高的優(yōu)點(diǎn)，可以用作中、小功率的直流變壓器。為了穩(wěn)定推

14、挽諧振變換器的輸出電壓，推挽諧振變換器應(yīng)采用變頻控制。文獻(xiàn)中的仿真和實(shí)驗(yàn)表明，若采用下變頻工作方式（工作頻率小于諧振頻率），在輸入電壓范圍較寬的情況下，要穩(wěn)定輸出電壓開關(guān)頻率必須要在較大的范圍內(nèi)變化，而開關(guān)周期和諧振周期的差值變大后，該變換器將失去軟開關(guān)特征，因而推挽諧振變換器難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)和輸出電壓穩(wěn)定。；，一一一，”“一、吃；“一、；綏?！?、?！币灰?、，一，一一纛、。、，。一。圖諧振推挽主要波形推挽式諧振變換器由上文分析可知，由于推挽諧振電路的工作特點(diǎn)，在輸入電壓變化時(shí)，變頻工作方式的推挽諧振變換器無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)和輸出電壓穩(wěn)定。為保證推挽諧振電路輸出電壓的穩(wěn)定和電路的高效率，可采用或。由于推挽

15、諧振電路的并聯(lián)了較大的電容，所以電路可以實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷。同時(shí)由于方法導(dǎo)致電路工作頻率下氣厶第一章緒論降，不利于減小變換器體積，故在此介紹另一種諧振工作方式一一諧振推挽變換器，其電路拓?fù)淙鐖D所示。：口，：；麓嚕一噬鈾匕，：。綾：；：，互釩一一崔麓墜圖諧振推挽電路拓?fù)錇閷?shí)現(xiàn)電路的工作方式，同時(shí)保證變壓器工作時(shí)不會(huì)飽和，故使電路工作在國(guó)織（即電路工作頻率大于諧振回路的固有頻率）。由于電路工作頻率高于諧振頻率，故由電感和電容組成的諧振回路呈感性。其主要波形如圖。所示。圖諧振推挽主要波形兩種諧振推挽的特點(diǎn)比較：、推挽諧振變換器和推挽諧振變換器的共同點(diǎn)是具有相同的主功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，都具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，變壓器

16、雙向磁化，利用率高的特點(diǎn)，而且制作簡(jiǎn)單，成本低。、推挽諧振變換器電路效率高，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)輸入電壓變化較大時(shí)仍保持穩(wěn)定的輸出電壓，故適合做直流變壓器，而推挽諧振變換器雖效率低于推挽諧振變換器，但可實(shí)現(xiàn)輸入電壓變化較大時(shí)仍保持穩(wěn)定的輸出電壓，具有較高的電壓調(diào)整能力。珞么華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文、推挽諧振變換器電路在開環(huán)狀態(tài)下工作，控制比較簡(jiǎn)單，而推挽諧振變換器則工作在高于固有諧振頻率狀態(tài)，采用閉環(huán)的變頻調(diào)制，控制比較復(fù)雜。、推挽諧振變換器由于實(shí)現(xiàn)了零電壓導(dǎo)通和零電流關(guān)斷，所以開關(guān)管的電壓電流應(yīng)力較小，而推挽諧振變換器工作在高于固有諧振頻率狀態(tài)，開關(guān)管非零電流關(guān)斷，電流應(yīng)力比較大，而且電路工作頻率比較

17、高，整流二極管需選用恢復(fù)速度快的超快恢復(fù)二極管【。電壓饋電與電流饋電拓?fù)浜?jiǎn)介與定義所謂電壓饋電是指使用內(nèi)阻很小的電壓源向拓?fù)涔╇?，在開關(guān)管不正?；蚱渌骷徽５那闆r下，該類輸入電源是無(wú)法限制電流的。當(dāng)然有多種通過(guò)增加輔助電路實(shí)現(xiàn)限流的方法，如通過(guò)檢測(cè)過(guò)流使脈沖寬度縮窄或使脈沖立即終止等。但這些方法不是即時(shí)的，總會(huì)有幾個(gè)周期的延時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致晶體管或者整流管的過(guò)度損耗和過(guò)大的電流電壓尖峰。且這種限流方法對(duì)晶體管導(dǎo)通和關(guān)斷的瞬間過(guò)流無(wú)法起保護(hù)作用。電壓饋電拓?fù)涞妮斎胱杩箍赡苁请x線變換器濾波電容的輸出阻抗或是電池供電變換器的電池輸出阻抗，或是網(wǎng)電整流器后端的前置調(diào)整器的輸出阻抗，它們的輸出阻抗都是很

18、低的。在電流饋電拓?fù)渲?，具有很高瞬間阻抗的電感被加在輸入電源和拓?fù)渲g。這會(huì)帶來(lái)很多好處，特別是在大功率（大于）、高輸出電壓（大于）及從輸出電壓也像主輸出那樣要求嚴(yán)格穩(wěn)壓的場(chǎng)合，其優(yōu)點(diǎn)更為突出。為了解電流饋電拓?fù)涞倪@此優(yōu)點(diǎn)，先解釋一下用于大功率、高輸出電壓、多輸出的電壓饋電拓?fù)涞娜秉c(diǎn)【，】。電壓饋電拓?fù)淙秉c(diǎn)以傳統(tǒng)的電壓饋電全橋電路為例，其電路如圖所示。此種拓?fù)渫ǔＳ糜诠β蕿樽笥业妮敵鰣?chǎng)合，在功率為以上的高壓輸出及多輸出場(chǎng)合，該電路有以下顯著缺點(diǎn)【。第一章緒論。上主皇圣蘭斟至翟圣譬匱去卜、一丁。圖傳統(tǒng)電壓饋電全橋電路電壓饋電全橋電路輸出電感問(wèn)題在高壓輸出情況下，輸出電感的體積和價(jià)格都是很難接受的

19、。文獻(xiàn)【中根據(jù)計(jì)算公式得出的單組輸出的電源電感不算太大，但如果多路輸出，而且輸出功率更大，輸出電壓更高，則多個(gè)這樣的大電感的體積和價(jià)格就會(huì)成為一個(gè)很嚴(yán)重的問(wèn)題。在高壓輸出（大于）時(shí)，即使輸出電流很小，為承受高電壓使用的較多的電感繞組匝數(shù)也會(huì)帶來(lái)很大問(wèn)題。特別是上圖中兩個(gè)整流管在死區(qū)時(shí)間內(nèi)均為低電壓，這樣加在電感兩端的高電壓就會(huì)導(dǎo)致電暈和飛弧。需接輸出電感的這類拓?fù)涞牧硪蝗秉c(diǎn)是多路輸出的交叉調(diào)整率很差。在主輸出電流變化時(shí)，從輸出電壓也會(huì)變化。另外，主輸出和從輸出的電感都必須足夠大，以防止在負(fù)載電流最小時(shí)電感電流不連續(xù)而引起輸出電壓更大的變化。開關(guān)管導(dǎo)通瞬間存在的問(wèn)題上圖中電路的開關(guān)管之間的死區(qū)時(shí)

20、間是必須的，因?yàn)槿魞蓪?duì)開關(guān)管有重疊導(dǎo)通，即使時(shí)間很短也會(huì)造成濾波電容短路放電。這在沒(méi)有電流限制的情況下會(huì)立即損壞晶體管。另外，輸出二極管快速恢復(fù)時(shí)陰極會(huì)產(chǎn)生衰減的正弦振蕩電壓，其首半個(gè)周期產(chǎn)行的振幅可能超過(guò)二極管穩(wěn)定反壓的兩倍以上，而使二極管損壞。即使是小功率電源，也需在二極管兩端加網(wǎng)絡(luò)來(lái)衰減振蕩。開關(guān)管關(guān)斷瞬間存在的問(wèn)題晶體管關(guān)斷時(shí)刻下降的電流和上升的電壓有重疊時(shí)間，所以會(huì)有較大的關(guān)斷損耗。雖然可以通過(guò)緩沖器將晶體管的重疊損耗部分消除，但緩沖器只是將損耗轉(zhuǎn)移到緩沖電阻，并不能提高效率。磁通不平衡問(wèn)題磁通不平衡問(wèn)題由于變壓器初級(jí)的伏秒數(shù)在兩個(gè)半周期內(nèi)不平衡造成的。當(dāng)磁心的磁通逐步遠(yuǎn)離磁化曲線原

21、點(diǎn)時(shí)，變壓器會(huì)進(jìn)入飽和狀態(tài)，使之無(wú)法承受電壓，造成晶體華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文管損壞。傳統(tǒng)全橋變壓器會(huì)因交替半周期內(nèi)伏秒數(shù)不平衡造成磁通不平衡。而對(duì)于全橋電路，可以通過(guò)初級(jí)串聯(lián)隔直電容來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，防止變壓器直流偏磁。電壓饋電拓?fù)潆娐吠負(fù)淙鐖D所示。電路在全橋前接了個(gè)變換器，而輸出整流器只接濾波電容，這種拓?fù)淇杀苊鈧鹘y(tǒng)電壓饋電用于高壓大功率多輸出場(chǎng)合的眾多缺點(diǎn)【，】。上糾皇詈基寶王琺童一一，一一圖電壓饋電全橋電路輸出電感這種拓?fù)湓诙噍敵鰣?chǎng)合的首要優(yōu)點(diǎn)，就是可以用一個(gè)輸入電感取代多個(gè)輸出電感，這樣即降低成本又節(jié)省空間。因?yàn)檩敵黾?jí)無(wú)輸出電感，所以不會(huì)出現(xiàn)由于電感電流不連續(xù)而造成電壓劇烈變化的情況。

22、從輸出電壓會(huì)緊緊跟隨主輸出電壓，在輸出電流大范圍變化的情況下，電壓變化也很小。此外，由于從輸出電壓是根據(jù)匝比關(guān)系跟隨主輸出電壓的，所以輸出電壓在輸入網(wǎng)壓和負(fù)載變化較大時(shí)仍保持恒定。晶體管導(dǎo)通瞬間應(yīng)力在此拓?fù)渲校粚?duì)晶體管關(guān)斷和另一對(duì)晶體管導(dǎo)通之間雖有一定死區(qū)時(shí)間，但死區(qū)時(shí)間內(nèi)既無(wú)晶體管導(dǎo)通，次級(jí)整流器也沒(méi)有電路流過(guò)，輸出負(fù)載電流完全由濾波電容提供。所以在下半周期開始時(shí)，導(dǎo)通的二極管不會(huì)由于續(xù)流二極管導(dǎo)通而造成負(fù)擔(dān)過(guò)重的情況。由于另一個(gè)二極管早已關(guān)斷，晶體管也不會(huì)有電流過(guò)沖，同時(shí)由于沒(méi)有反向恢復(fù)時(shí)間而不會(huì)造成二極管電壓應(yīng)力過(guò)大。晶體管關(guān)斷損耗根據(jù)文獻(xiàn)【的原理計(jì)算，每個(gè)晶體管的關(guān)斷損耗均小于傳統(tǒng)電

23、壓饋電拓?fù)?。磁通不平衡?wèn)題這個(gè)問(wèn)題與傳統(tǒng)拓?fù)涑霈F(xiàn)的問(wèn)題一樣，皆因晶體管的存儲(chǔ)時(shí)間不一致和開關(guān)管的導(dǎo)第一章緒論通壓降不等而導(dǎo)致伏秒數(shù)不平衡，也可采用變壓器初級(jí)串接隔直電容來(lái)解決。電壓饋電有優(yōu)點(diǎn)，但也有不少缺點(diǎn)。因?yàn)榍凹?jí)加了變換器，拓?fù)涑杀驹黾恿?，體積增大了，晶體管也產(chǎn)生了損耗。但由于輸出不需電感，可以補(bǔ)償一定的成本和空間。晶體管的開關(guān)損耗要比直流導(dǎo)通損耗大得多，而且當(dāng)故障情況下，在一對(duì)晶體管尚未關(guān)斷前，另一對(duì)晶體管己開始導(dǎo)通，使電路輸出母線短路，濾波電容放電，從而燒毀一個(gè)甚至所有晶體管。電流饋電拓?fù)潆娏黟侂娡負(fù)淙缦聢D所示。與電壓饋電電路相比，同樣沒(méi)有輸出電感，而且無(wú)輸出濾波電容，所以此電路擁有電

24、壓饋電電路的所有優(yōu)點(diǎn)【】?；?。窶呂譬玨一”丁圖電流饋電電路緩解了開關(guān)管開關(guān)瞬間存在的問(wèn)題在以前的敘述中的所有電路，晶體管導(dǎo)通瞬間會(huì)出現(xiàn)晶體管電流過(guò)沖和過(guò)損耗及整流管電壓應(yīng)力過(guò)大的問(wèn)題。但這些問(wèn)題在圖所示的電流饋電電路中卻不會(huì)發(fā)生，這是通過(guò)設(shè)置兩對(duì)晶體管之間的重疊導(dǎo)通時(shí)間和去掉電路輸出電容來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所有晶體管因?yàn)榕c變壓器漏感串聯(lián)且零電壓導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗也很小。無(wú)共同導(dǎo)通問(wèn)題電壓饋電拓?fù)渲?，必須避免垂直橋臂開關(guān)管的共同導(dǎo)通問(wèn)題。共通會(huì)使輸出電容短路，產(chǎn)生很大的短路電流，還會(huì)使橋臂晶體管同時(shí)承受高電壓和大電流而立即損壞。但是電流饋電電路中，因?yàn)椴淮嬖谳敵鲭娙荩薀o(wú)共同導(dǎo)通問(wèn)題。綜上所述，電流饋電

25、有著比傳統(tǒng)電壓饋電和電壓饋電更優(yōu)越的性能，故本設(shè)計(jì)選擇電流饋電作為電路基本拓?fù)洹?。華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文同步整流技術(shù)的雙向?qū)щ娫硎请妷嚎刂菩推骷捎秒妶?chǎng)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的控制，故稱為場(chǎng)效應(yīng)晶體管。其電壓控制機(jī)理是利用柵極電壓的大小來(lái)改變感應(yīng)電場(chǎng)生成的導(dǎo)電溝道的厚度（感應(yīng)電荷的數(shù)量）來(lái)控制漏極電流厶。當(dāng)柵極電壓小于門限電壓時(shí)，無(wú)論漏源極電壓的極性如何，兩個(gè)結(jié)中，總有一個(gè)結(jié)是反向偏置的，因此漏極電流，幾乎為，這種情況下形成耗盡層，不能導(dǎo)通；當(dāng)柵極電壓大于門檻電壓時(shí)，漏源之間形成溝道，由于溝道的電阻很小，故在漏源正電壓的作用下，電子由源極流向漏極，形成電流。這就是其正向?qū)щ娞匦粤硗膺€具備反

26、向?qū)щ娞匦?，由于型?dǎo)電溝道相當(dāng)于無(wú)極性的等效電阻，當(dāng)?shù)臇旁礃O電壓極性變負(fù)時(shí)，電子會(huì)從漏極流向源級(jí)，形成反向電流。因此是一種雙向?qū)щ娖骷?，相關(guān)論述可參考文獻(xiàn)【，。同步整流原理所有快速整流二極管都存在正向?qū)▔航?，該壓降值通常在，在低壓輸出或大電流輸出?chǎng)合，該壓降所帶來(lái)的損耗非常大，人們根據(jù)的雙向?qū)ㄌ匦裕玫蛯?dǎo)通電阻的代替常用的整流二極管，以提高整流效率。一些性能較好的同步整流的導(dǎo)通電阻僅為幾毫歐，故采用同步整流，能大大提高電路效率。以半波整流電路為例，如圖所示，其工作原理為：古圪吲一十圪，一艘（）（）（）圖卜半波同步整流電路（）及其工作等效電路（）（）當(dāng)變壓器次級(jí)電壓為正時(shí)，控制信號(hào)開通同步整

27、流管，等效電路如圖（）所示；當(dāng)變壓器次級(jí)電壓為負(fù)時(shí)，控制信號(hào)關(guān)斷整流管，同時(shí)開通同步整流管也，等效電路如圖（）。若采用作為同步整流管代替整流二極管，其通態(tài)電阻為毫歐，設(shè)第一章緒論原整流二極管正向壓降為，則采用同步整流前后，在負(fù)載時(shí)，整流損耗由屹幸減小至屹（彳）幸：效率大大提高。同步整流的驅(qū)動(dòng)方式同步整流的驅(qū)動(dòng)信號(hào)類型可分為電流型驅(qū)動(dòng)和電壓型驅(qū)動(dòng)，電流型驅(qū)動(dòng)是通過(guò)檢測(cè)整流管自身電流來(lái)獲得驅(qū)動(dòng)信號(hào)的，但是電流型信號(hào)不可避免地要轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)進(jìn)行控制，因此電路比較復(fù)雜，故應(yīng)用的不多。電壓型信號(hào)是人們比較常用的同步整流驅(qū)動(dòng)信號(hào)，它可以分為種驅(qū)動(dòng)方式：自驅(qū)動(dòng)，控制驅(qū)動(dòng)，混合驅(qū)動(dòng)，可參考文獻(xiàn)【彤】。自驅(qū)動(dòng)

28、所謂自驅(qū)動(dòng)電壓型驅(qū)動(dòng)方式，是由變換器中功率變壓器次級(jí)直接取得電壓信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)同步整流管。用于驅(qū)動(dòng)同步整流管的電壓信號(hào)通常可以從以下三種途徑獲得：變壓器次級(jí)繞組的輸出端電壓；變壓器附加耦合繞組上的電壓；輸出濾波電感的耦合電壓。圖（）所示的是自驅(qū)動(dòng)半波同步整流電路，同步整流驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接取自變壓器次級(jí)，其中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與次級(jí)電壓所示正方向一致，信號(hào)與相反，當(dāng)圪為幣，（）（）圖卜自驅(qū)動(dòng)半波同步整流電路（）及驅(qū)動(dòng)電壓波形（）時(shí)，導(dǎo)通，關(guān)斷，電流經(jīng)過(guò)濾波電感、負(fù)載、同步整流管以及次級(jí)繞組形成回路，當(dāng)形為負(fù)時(shí)，關(guān)斷，導(dǎo)通，電流經(jīng)過(guò)負(fù)載和形成續(xù)流回路。驅(qū)動(dòng)電壓波形如圖（）所示。自驅(qū)動(dòng)同步整流電路優(yōu)點(diǎn)是不需要附加驅(qū)

29、動(dòng)電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。成本低，但是它同時(shí)也有較多缺點(diǎn)，如兩個(gè)的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)序不夠精確，驅(qū)動(dòng)波形質(zhì)量較差，該驅(qū)珞一華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文動(dòng)方式與適合輸出電壓范圍有限，在有死區(qū)的變換器中，不能在整個(gè)周期內(nèi)代替二極管整流造成了較大的損耗，限制了效率的提高。對(duì)于正激式變換器等非對(duì)稱拓?fù)洌褂糜性淬Q位技術(shù)和諧振技術(shù)來(lái)完善自驅(qū)動(dòng)同步整流技術(shù)，可以有效地提高其效率。對(duì)于推挽式和橋式等對(duì)稱電路，最近提出的柵極電荷轉(zhuǎn)換（砌）電壓驅(qū)動(dòng)方法解決續(xù)流問(wèn)題控制驅(qū)動(dòng)所謂控制驅(qū)動(dòng)，又稱外驅(qū)動(dòng)，其同步整流管驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)自附加的控制驅(qū)動(dòng)電路。為了實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)同步，附加驅(qū)動(dòng)電路須由變換器主開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制?？刂乞?qū)動(dòng)能較好地避免死區(qū)時(shí)間

30、內(nèi)的寄生二極管整流損耗問(wèn)題，一般控制電路采用兩種信號(hào)：半周期互補(bǔ)同步整流信號(hào)和反相同步整流信號(hào)，前者使兩個(gè)同步整流管在一周期內(nèi)均衡地輪流導(dǎo)通，即兩個(gè)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比為的互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)波形；后者驅(qū)動(dòng)信號(hào)與其漏源極信號(hào)反相，這樣在死區(qū)內(nèi)兩個(gè)同步整流管則同時(shí)導(dǎo)通?？刂乞?qū)動(dòng)電路具有波形好，效率及可靠性高的特點(diǎn)，不過(guò)控制信號(hào)發(fā)生電路略顯復(fù)雜。混合驅(qū)動(dòng)方法混合驅(qū)動(dòng)方法是一種新的方法，它綜合了自驅(qū)動(dòng)和控制驅(qū)動(dòng)兩種方法，對(duì)同步整流管柵極進(jìn)行電壓信號(hào)的控制。該方法對(duì)自驅(qū)動(dòng)和控制驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)取長(zhǎng)補(bǔ)短，既能按較精確的時(shí)序給出驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)，同時(shí)其附加的驅(qū)動(dòng)電路也比控制驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單。這是目前在同步整流技術(shù)中研究和應(yīng)用得較多的驅(qū)

31、動(dòng)方法之一。最近提出的柵極電荷保持（雄）電壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)就是其中典型的方法，如圖所示。圖卜柵極電荷保持驅(qū)動(dòng)電路及其波形當(dāng)控制信號(hào)圪給一個(gè)脈沖時(shí)，電流經(jīng)過(guò)二極管對(duì)同步整流管的柵源極電容充電，開通，由于電容中的電荷能一直保持，所以一直開通，直到輔助開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為正電壓時(shí)，導(dǎo)通，中的電荷經(jīng)過(guò)形成釋放回路，的柵源極電壓迅速下降，當(dāng)?shù)陀诘臇艠O門限電壓時(shí)，關(guān)斷。第一章緒論根據(jù)以上分析及背景介紹，本文結(jié)合電流饋電，推挽式諧振變換器及同步整流等各種電路優(yōu)點(diǎn)，采用一種新型的推挽式諧振電路，與電流饋電構(gòu)成兩級(jí)電路拓?fù)?，從而展開對(duì)這種新型電路進(jìn)行的研究。本文主要研究?jī)?nèi)容論文內(nèi)容具體安排如下：第一章，介紹了諧振變換器的

32、背景知識(shí)和種類，并對(duì)推挽電路及各種諧振推挽電路的工作原理及基本關(guān)系進(jìn)行了討論。重點(diǎn)對(duì)傳統(tǒng)電壓饋電、電壓饋電與電流饋電各種電路的基本原理及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，同時(shí)介紹了同步整流的概念和基本關(guān)系為后面的分析做準(zhǔn)備。第二章，提出了新型的饋電諧振推挽變換器拓?fù)?，并重點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行了研究與分析，以及對(duì)諧振推挽電路軟開關(guān)的具體實(shí)現(xiàn)原理和同步整流電路進(jìn)行了討論。最后對(duì)交錯(cuò)并聯(lián)與兩級(jí)電路原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹與分析，從而提出整個(gè)饋電的交錯(cuò)并聯(lián)推挽諧振變換器電路。第三章，利用仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，討論了電路的主要波形，通過(guò)對(duì)各種電路情況的波形對(duì)比，明確了軟開關(guān)特性實(shí)現(xiàn)條件，同時(shí)文章對(duì)次級(jí)整流部分也進(jìn)行了仿真，為同步

33、整流實(shí)現(xiàn)做好準(zhǔn)備。第四章，對(duì)變換器電路參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了磁性元件的設(shè)計(jì)過(guò)程。在介紹控制芯片，資料基本上，提出了電路控制電路，尤其是交錯(cuò)并聯(lián)推挽的恒定頻率控制電路。最后為同步整流電路設(shè)計(jì)。第五章，對(duì)電路試驗(yàn)波形進(jìn)行了分析，重點(diǎn)為變換器的軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)情況和同步整流驗(yàn)證了電路拓?fù)涞目尚行?。根?jù)試驗(yàn)測(cè)得的效率數(shù)據(jù)繪制了效率曲線，且對(duì)電路進(jìn)行了損耗分析。最后詳細(xì)研究了電路動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能與變換器各部分的波特圖特性。最后，文章總結(jié)了本次課題的工作內(nèi)容，并針對(duì)該拓?fù)湓诜抡婧蛯?shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題，提出了進(jìn)一步研究的設(shè)想華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章饋電交錯(cuò)并聯(lián)推挽諧振式變換器分析推挽變換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，適

34、合于低電壓輸入中大功率場(chǎng)合。根據(jù)上一章節(jié)對(duì)推挽變換器及諧振軟開關(guān)推挽變換器的工作原理及特點(diǎn)分析，本章將提出一種新型的諧振軟開關(guān)推挽電路。進(jìn)而對(duì)整個(gè)饋電的交錯(cuò)并聯(lián)推挽諧振式變換器的原理與應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行討論。饋電諧振推挽變換器饋電諧振推挽變換器（美國(guó)專利號(hào)高效變換器）一般習(xí)慣稱為“考拉變換器。此電路能實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的，從而達(dá)到高效率。其電路拓?fù)淙鐖D所示。圖中的兩個(gè)主開關(guān)管、幺以相差互補(bǔ)導(dǎo)通，兩者導(dǎo)通不重疊，留有死區(qū)時(shí)間，用來(lái)調(diào)節(jié)開關(guān)管的軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)情況。三電感用來(lái)隔離變換器與低阻的電壓源加，從而達(dá)到饋電模式。隔離變壓器丁，與般推挽變換器相同，但其初級(jí)漏感厶與諧振電容形成串聯(lián)諧振，從而達(dá)到使開關(guān)管有軟開關(guān)效

35、果。次級(jí)輸出采用全波整流電路，為了降低損耗，提高效率，應(yīng)用同步整流。此變換器特點(diǎn)如下：！。竹。上】一圖饋電諧振推挽變換器拓?fù)溟_關(guān)管零電壓近似零電流開通，近似零電流近似零電壓關(guān)斷；輸出輸入較低的差模噪聲；零電壓開關(guān)狀態(tài)與輸入負(fù)載無(wú)關(guān)，與其它拓?fù)洳煌桓咝?，較少的元件個(gè)數(shù)；開關(guān)管電壓應(yīng)力只稍高與倍的輸入電壓；第二章饋電交錯(cuò)并聯(lián)推挽諧振式變換器分析輸出整流管電壓應(yīng)力為至倍的輸出電壓；門極驅(qū)動(dòng)共地，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)容易；較好的負(fù)載調(diào)整率；無(wú)需輸出電感，可減少體積；輸出電壓隨輸入正比變化（開環(huán)）；變壓器無(wú)磁通不平衡問(wèn)題。饋電諧振推挽工作原理分析推挽諧振電路的兩個(gè)橋臂電路交替導(dǎo)通，相差，工作原理相同。在分析

36、之前，作如下假設(shè)：所有功率管、二極管均為理想元件；電容、電感均為理想元件；輸出電容足夠大，、吃可以看成一個(gè)電壓源；開關(guān)管的等效輸出電容與體二極管參與完成諧振；電路已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。初始工作模態(tài)時(shí)，電路可看作由開關(guān)管、隔離變壓器丁、次級(jí)整流管：、輸出電容。和負(fù)載尺組成的工作電路。此時(shí)開關(guān)管已經(jīng)導(dǎo)通，理想化成一個(gè)微小阻值的電阻，而：則處于關(guān)斷狀態(tài)，其自身的輸出電容參與電路工作。：制一：圖開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)的等效電路圖的等效電路還可以進(jìn)行簡(jiǎn)化，如圖所示。電壓源與隔離電感三組合可以看作高阻抗的電流源，開關(guān)管的輸出電容與整流管。的反向恢復(fù)二極管電容，折算到輸出電容上，可忽略不計(jì)。假定輸出電容無(wú)窮大，且阻抗忽略，于

37、是可將其華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文等效成一個(gè)常值電壓源。通過(guò)變壓器繞組，折算到初級(jí)繞組勵(lì)磁電感三上，值為。變壓器繞組到中端的漏感用表示。工圖開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)簡(jiǎn)化的等效電路圖電流，是正弦半波的一部分圖形，為勵(lì)磁電流成分，所以經(jīng)過(guò)整流管：流到負(fù)載的電流為，皿，一。其中的幅值大小和上升斜率是、三。與開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間的函數(shù)。圖關(guān)斷后、導(dǎo)通前等效電路諧振電流的后半波階段，勵(lì)磁電流幅值會(huì)大于漸漸減小的諧振電流，從而導(dǎo)致傳送到負(fù)載的凈電流停止。門極觸發(fā)信號(hào)的時(shí)序選擇，關(guān)斷應(yīng)在整流管：停止之后。此種控制條件稱為低于諧振頻率的控制，即是電路的開關(guān)頻率低于漏感三與諧振電容，組成的諧振頻率。當(dāng)關(guān)斷時(shí)，勵(lì)磁電流給的輸出電容

38、鯽充電，加在開關(guān)管上的電壓吃以一定的斜率上升，此斜率值由勵(lì)磁電流與開關(guān)管的輸出電容髑同時(shí)決定。與此同時(shí)，開路的開關(guān)管電壓吃會(huì)以相對(duì)的斜率對(duì)稱地減小，從而實(shí)現(xiàn)變壓器功能。勵(lì)磁電流在給輸出電容充電的時(shí)候也為：輸出電容放電。一旦開關(guān)管：的電壓達(dá)到零電平，它的體二極管將會(huì)導(dǎo)通。勵(lì)磁電流給開關(guān)管換流，使其能夠在低電流關(guān)斷，而且較平緩的琢上升時(shí)間使得整個(gè)開關(guān)過(guò)程近似零電壓和零電流關(guān)斷。電路工作的主第二章饋電交錯(cuò)并聯(lián)推挽諧振式變換器分析要波形如圖所示模態(tài)一【一】；時(shí)刻之前此時(shí)電路已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行，電壓源與隔離電感形成電流源，形成高阻抗的電流源，可提供變換器不變的輸入電流。時(shí)刻，開關(guān)管蜴開通，處于關(guān)斷狀態(tài)。電流從

39、電源，經(jīng)過(guò)變壓器初級(jí)繞組中端與開關(guān)管之間的繞組，最后流過(guò)。的壓降為加在其輸出電容上的電壓，即倍的電源電壓，次級(jí)整流管：流過(guò)電流。此模態(tài)次級(jí)電路與普通推挽電路工作相似，但初級(jí)電流因含有變壓器漏感三與諧振電容，串聯(lián)諧振產(chǎn)生的諧振電流，而與普通推挽不同。耐：、廣、：一一一爿之（“（一卜廠模態(tài)二【】；時(shí)刻，當(dāng)諧振電流小于勵(lì)磁電流時(shí)，初級(jí)繞組傳送到次級(jí)的能量將會(huì)停止，即次級(jí)繞組此時(shí)已無(wú)電流流過(guò)。此時(shí)流過(guò)開關(guān)管的勵(lì)磁電流將會(huì)繼續(xù)增加，其上升速率由電源電壓與勵(lì)磁電感決定。此時(shí)電流均為較小值，若此時(shí)刻將開關(guān)管關(guān)斷，便可實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的近似零電流關(guān)斷。之山：、，卜、一，卜一之三弓（卜、卜模態(tài)三一】；時(shí)刻，關(guān)斷開關(guān)管

40、，實(shí)現(xiàn)近似零電流關(guān)斷。故在時(shí)刻以后，勵(lì)磁電流將會(huì)按原來(lái)的方向，經(jīng)過(guò)變壓器的兩個(gè)初級(jí)繞組，分別給開關(guān)管、的輸出電容充、放電。此時(shí)輸出電容的電壓將逐漸減小，而相對(duì)應(yīng)的，輸出電容電壓將會(huì)增大。時(shí)刻，：輸出電容電壓降到零時(shí)，其體二極管導(dǎo)通，勵(lì)磁電流繼續(xù)給輸出電容充電。若此時(shí)將開通，就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的零電壓開通。華南理【大學(xué)碩士學(xué)位論文蹦？，一“，協(xié)一協(xié)一圖饋電型推挽諧振電路主要波形圖模態(tài)四【一；時(shí)刻開關(guān)省開通，電路進(jìn)入到與模態(tài)一相似的工作狀忐其狀態(tài)圖血下所示。此后電路工作與前半個(gè)周期相似，故不多做分析。第二章饋電交錯(cuò)并聯(lián)推挽諧振式變換器分析軟開關(guān)分析為了實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的軟開關(guān)，開關(guān)頻率必須高于諧振頻率，則

41、整個(gè)諧振網(wǎng)絡(luò)呈感性。這是諧振電容與變壓器漏感大小選擇的原則。首先是開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間選擇，必須在諧振電流幅值小于勵(lì)磁電流后，相應(yīng)導(dǎo)通的整流管關(guān)斷之后。過(guò)早關(guān)斷則諧振并沒(méi)有完成，會(huì)導(dǎo)致在高電流值時(shí)關(guān)斷。過(guò)晚則會(huì)減小死區(qū)時(shí)間，從而影響下管的零電壓開通。從模態(tài)三的電路圖可知，開關(guān)管的輸出電容放電電壓表達(dá)式為一一魯卜蓋產(chǎn)其中，為推挽變換器的輸入電壓，厶為勵(lì)磁電流最大值厶爭(zhēng)，為勵(lì)磁電感臚，開關(guān)管輸出電容為（見參數(shù)資料）。所以根據(jù)以上各參數(shù)，死區(qū)時(shí)間選擇為，確保下管開通時(shí)，體二極管導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)軟開通。其中開關(guān)頻率為，單管導(dǎo)通占空比為，見第四章參數(shù)設(shè)計(jì)部分。死區(qū)時(shí)間直接決定下管開通狀況，死區(qū)時(shí)間選擇須使欲開通的

42、開關(guān)管體二極管已經(jīng)處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)零電壓開通。若過(guò)早或過(guò)晚，都不能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)陋。近似零電流軟關(guān)斷的實(shí)現(xiàn)由諧振電感，諧振電容決定，具體分析見第三章。同步整流設(shè)計(jì)在前面的論述中，為了簡(jiǎn)化分析，將輸出側(cè)的兩個(gè)同步整流管、翻用二極管代替，但在實(shí)際電路中，由于輸出為大電流輸出，所以必須采用同步整流，這樣就存在著同步整流管的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。同步整流的電壓驅(qū)動(dòng)又分為自驅(qū)動(dòng)，外驅(qū)動(dòng)（控制驅(qū)動(dòng)）和混合驅(qū)動(dòng)三種，類似分析可參考文獻(xiàn)。（）自驅(qū)動(dòng)（）外驅(qū)動(dòng)（）混合驅(qū)動(dòng)從圖的主要波形可以看出，次級(jí)整流管的電流波形不同于初級(jí)開關(guān)管的電流波形，次級(jí)整流管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)比初級(jí)信號(hào)窄。故初級(jí)開關(guān)管信號(hào)不能用來(lái)驅(qū)動(dòng)同步整流管。從圖還

43、可以看出，初級(jí)繞組的電壓信號(hào)與整流開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)也不一樣，故也不能作為同步整流管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。特別是若采用初級(jí)繞組電壓信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)時(shí)，需注意電流反灌問(wèn)題。華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文圖同步整流電路經(jīng)過(guò)以上分析，欲選擇利用智能整流芯片來(lái)進(jìn)行控制。其通過(guò)檢測(cè)整流管的漏源電壓獲得驅(qū)動(dòng)信號(hào)，目前市場(chǎng)上有很多廠家制造出這種類型的檢測(cè)芯片，方便實(shí)用。故本設(shè)計(jì)選擇智能同步整流芯片（智能整流）實(shí)行同步整流控制。其連接電路圖如下圖所示【】。圖所示為典型諧振橋式電路次級(jí)線路。用分立元件實(shí)現(xiàn)同步整流需要兩個(gè)電流傳感器，兩個(gè)高速比較器和兩個(gè)大電流、低延時(shí)的驅(qū)動(dòng)器。現(xiàn)有的單芯片同步整流是基于鎖相環(huán)技術(shù)的，從初級(jí)取信號(hào)同步控制次級(jí)整流開關(guān)管。這種方法的缺點(diǎn)是不能保證在間隔模式（輕載或空載時(shí)發(fā)生）下可靠操作。智能整流（）技術(shù)相對(duì)這兩種方法有明顯的優(yōu)勢(shì)，它檢測(cè)的是次級(jí)開關(guān)管電壓，完全不依賴初級(jí)信號(hào)，并且沒(méi)有類似分立方法（變壓器傳感）響應(yīng)過(guò)慢的缺點(diǎn)，非常適合橋式諧振電路。波形示意如圖。一一毛塒坩圖諧振橋式線路中使用控制整流所產(chǎn)生的波形通過(guò)對(duì)各種控制方式的對(duì)比，最后選擇采用智能整流（）進(jìn)行控制。運(yùn)用芯片進(jìn)行整流控制，有如下幾個(gè)特點(diǎn)。第