新闻中心

EEPW首页 > 电源与新能源 > 设计应用 > 光伏并网系统DC/DC全桥软开关变换器的研究

光伏并网系统DC/DC全桥软开关变换器的研究

作者: 时间:2012-12-14 来源:网络 收藏

为简化电路分析,先作如下假设:所有元件都是理想的;输出滤波电容很大,可近似为电压源,输出滤波电感很大,可近似为电流源;电容C1=C3=Cr,变压器匝数比为N1/N2=1/k,输入电压为Uin,输出电压为U0。在半个周期中,变换器一共有8种工作状态,各阶段主要波形如图2所示;
模式1[t0~t1]
t0时刻,V1开通,由于变压器漏感Lr的存在,原边电流不会发生突变,V4零电流开通,如图2所示。电压Uin作用于漏感Lr,原边电流Ip为:
c.JPG
模式2[t1~t2]
t1时刻,整流二极管VD2、VD3反向关断,VD2、VD3两端的反压等于U0,电路开始工作,通过Cc和D2给Cf充电,钳位电容Cc两端电压升高。这段时间内有:
d.JPG
模式3[t2~t3]
t2时刻,二极管D2关断,整流二极管VD2和VD3承受nUin电压,原边电流nI0,在这段时间内,变换器经变压器向负载提供能量,Cc上电压充至UCc(t2)=Uin-U0/2n并保持不变。
模式4[t3~t4]
t3时刻,V1关断,由于并联C1,V1实现了ZVS关断,电容C1开始充电,C3开始放电。
模式5[t4~t5]
在t4时刻,钳位二极管D1开始工作,原边不足以向副边提供能量,Cc通过Lf、Cf、D1开始向负载提供能量,同时C1继续充电、C3放电至t5时刻。
模式6[t5~t6]
t5时刻,C3放电完毕,续流二极管D3开始导通,为V3实现零电压开通提供了条件。V4处于续流状态,此时原边电流迅速下降,负载电流主要由钳位电容Cc提供,流过Cc的电流增大,在t6时刻原边电流减小为零,此时Cc的电流值达到最大。
模式7[t6~t6]
t6时刻,原边电流为零,负载电流全部由钳位电容Cc提供,整流二极管两端承受的反压随钳位电容Cc的放电下降。
模式8[t7~t8]
t7时刻,钳位电容Cc中的能量被全部释放,整流二极管VD1~VD4开始续流,变压器原边电流为零并且保持。在t8时刻关断V4,实现了零电流关断并结束前半个周期的换流;下一个时刻,V2零电流开通,开始进入下半个周期的循环,工作模式和上述分析基本相同。
1.2 实现的条件
1.2.1 超前臂实觋ZVS条件
为实现零电压开关,要求要有足够的能量来使得同一桥臂开关管两端并联的电容充、放电,从而让即将开通的开关管的反并联二极管自然导通。所以要实现超前桥臂的零电压开关,需要在开关管导通和关断之前将电容C1和C3上的电荷抽走。根据模式4可得到最小死区时间。
Td>(C1+C2)Uin/2nI0 (3)
1.2.2 滞后臂实现ZCS条件
变压器漏感Lr的大小是以能实现滞后桥臂ZCS为前提的,假设滞后臂开关管的开通时间为ton,要实现ZCS需要(t1-t0)>>ton,则根据工作模式1可得:
Lr=Uint/Ip(t)≥Uin(t1-t0)/2nI0≥Uinton/2nI0 (4)

2 关键参数的设计
变换器采用了移相控制,超前臂两开关管互补180°导通,两开关管驱动信号之间设置一定死区,滞后臂设置与超前臂相同,只是在相位上有一定的滞后,滞后角度反映了有效占空比的大小。设计步骤如下:
(1)设置两对桥臂的死区时间Td;
(2)设置占空比D,计算匝比k;
(3)根据式(1)算出谐振电感Lr,根据式(2)求出钳位电容Cc;


评论


相关推荐

技术专区

关闭