全桥移相核心问题

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资源描述

1、问题一:滞后臂较难实现ZVS原因:滞后臂谐振的时候,次级绕组短路被钳位,所以副边电感无法反射到原边参加谐振,导致谐振的能量只能由谐振电感提供,如果能量不够,就会出现无法将滞后臂管子并联的谐振电容电压谐振到0V.解决方法:①、增大励磁电流。但会增大器件与变压器损耗。②、增大谐振电感。但会造成副边占空比丢失更严重。③、增加辅助谐振网络。但会增加成本与体积2、问题二:副边占空比的丢失原因:移相全桥的原边电流存在着一个剧烈的换流过程,此时原边电流不足以提供副边的负载电流,因此副边电感就会导通另一个二极管续流,即副边处于近似短路状态;Dloss与谐振电感量大小以及负载RL大小成正比,与输入电压大小成反比。解决方法:①、减少原副边的匝比。但会造成次级整流管的耐压增大的后果。②、将谐振电感改为可饱和电感。3、输出储能电感设计:移相全桥的输出储能电感其实可以看做一个单纯的BUCK电感,由于其正负半周期各工作一次,所以其工作频率等于2倍开关频率,其计算公式为:Lf=Vo*(1-Dmin)/(4*fs*△I)上式中的Lf是最小电感,实际取值要大于此值,以保证电流的连续性,如果需要输出电压在一定范围内连续可调的话,则Vo要取Vo(min),即Lf=Vo(min)*(1-Dmin)/(4*fs*△I)上式Dmin是为了便于理解,实际上移相全桥占空比是不变的,不存在最小占空比的说法:即Dmin=Vo(min)/(Vin(max)/n-VLf-VD)4、主变压器设计:首先计算出移相全桥的次级输出最低电压:Vsec(min)=(Vo(max)+VLf+VD)/Dsec(max)初次级的变压器匝比为:n=Vin(min)/Vsec(min)选择变压器,使用Ap法:Ap=Ae*Aw=Po*104/(4*ƞ*fs*△B*J*Ku*)接下来计算变压器原边匝数:Np=Vin(min)*D(max)/(4*fs*Ae*Bmax)那么次级绕组匝数为:Ns=Np/n5、谐振电感设计:附加谐振电感的目的就是为了实现滞后臂开关管的ZVS,如前面的分析,滞后臂谐振时次级电感不能通过变压器反射到初级,为了保证滞后臂的开关管ZVS,那么谐振电感的能量必须满足下式:LrI2p/2=(V2in*C上管)/2+(V2in*C下管)/2=V2in*Clag即Lr=2*V2in*Clag/I2p其中Lr:谐振电感值Vin:输入电压Clag:滞后桥臂电容(外加电容与MOSFET结电容)Ip:滞后桥臂关断时刻原边电流大小计算还要考虑以下几点因素:①、Vin应取最高输入电压值,保证任意输入电压下,滞后桥臂均能实现ZVS。②、考虑在轻载Ipl(10%-20%负载)时刻,需要滞后桥臂仍然需要工作在ZVS状态。③、输出电流iLf在某个值(比如2A)时刻,输出储能电感电流任然连续或处在临界点。也就是说,输出储能电感的脉动电流等于2倍此值即△iLf=2*2A=4A那么Ip=(Ipl+△iLf/2)/n

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