全桥变换器中钳位二极管工作情况的详细分析.pdf

DCM 全桥全桥移相移相 DC/DC 变换器中箝位二极管变换器中箝位二极管 全桥全桥移相移相 变换器中箝位二极管变换器中箝位二极管 工作情况的详细分析工作情况的详细分析 工作情况的详细分析工作情况的详细分析 殷兰兰 陈乾宏 (南京航空航天大学自动化学院，江苏 南京 210016) 关键词关键词：：电力电子与电力传动，全桥，DCM ，箝位二极管 关键词关键词：： 1.引言引言：： 引言引言：： 随着世界经济不断发展，能源和环境问题日益突出。可再生能源资源丰富、清 洁并可永续利用，对促进可持续发展具有重要意义。太阳能、风能、水能、氢能等 都是非常好的可再生能源。但是它们都有一个共同的缺点，输出电压的范围很宽， 这就使得后级 DC/DC 变换器的输入电压范围很宽，对于变换器的选取提出了新的 要求。 移相全桥 DC/DC 变换器很适合宽输入电压的应用场合。考虑到高输入电压时 谐振电感较大，本文将充分考虑到谐振电感的影响，分析全桥移相 DC/DC 变换器 在电流连续模式 （ CCM ）的工作原理，发现变压器的绕组电压将出现明显振荡；此 外，对于广泛应用于各种电源产品中的全桥移相 DC/DC 变换器，仅仅了解电流连 续模式的工作原理还不够全面，为此，本文还讨论了电路工作在电流断续模式 （DCM ）的工作原理，文中给出了详细的模态分析结果。发现高压输入时，由于谐 振电感的影响，对比连续模式和断续模式，发现箝位二极管在断续模式的电流应力 大于连续模式，因此应按照断续模式的电流应力来选取箝位二极管。在原理分析的 基础上，完成了430V~645V 输入、36V/30A 输出的变换器的样机制作及实验。实验 结果与原理分析吻合较好，充分证明了原理分析的正确性。 2.CCM 模式模式的工作原理分析的工作原理分析 模式模式的的工作原理分析工作原理分析 加箝位二极管的全桥变换器的主电路如图 （1）所示。其中Q - Q 为四只主功 1 4 率MOSFET ，D - D 为它们的体二极管，C - C 为寄生电容。Q 、Q 为超前管，Q 、 1 4 1 4 1 3 2 Q 为滞后管。D 、D 为箝位二极管，L 是谐振电感，T 是主变压器。D 、D 为 4 5 6 r r R1 R2 整流二极管，C 、C 为D 、D 的寄生电容。L 、C 分别是滤波电感和滤波电 DR1 DR2 R1 R2 f f R 是负载。变压器匝比为N 。本节将详细分析加箝位二极管的全桥变换器CCM 容，Ld 图（1）加箝位二极管的全桥变换器主电路 的工作原理。图（2 ）给出了主要波形。 Q1 Q3 Q1 t Q4 Q2 Q4