72-杭州电力电子年会_颜红.ppt

2007-12-23 中国电工技术年会电力电子学会第十一届年会 本报告以Q4实现软开关为例分析其工作模态，图为重在情况下的工作模态，可以求出辅助电流，原边电流，结电容电压的表达式。 对于轻载状态2分析，可以得出轻载时，得相关变量表达式：辅助电感电流，原边电流，结电容电压。 对于本文所提的辅助电路，设计要考虑以下三点：1）2）3） 首先看实现ZVS的条件：图中给出了滞后桥臂实现ZVS的条件，轻载时得条件为：图中的绿色公式 除了滞后桥臂外辅助桥臂也要实现ZVS，图中给出了他的ZVS条件。 将实现ZVS需要满足的公式化简，即可得到Ia和Io的关系如图示 图中给出了辅助电感电流的工作波形，由此可以得出辅助电感的表达式。 为了验证原理的正确性，设计了一台1kW 的样机进行了实验，以下为具体的实验参数。 这是滞后桥臂的ZVS波形，可见滞后桥臂实现了ZVS 这是辅助桥臂的ZVS波形，可见辅助桥臂实现了ZVS 中国电工技术学会电力电子学会第十一届年会 *中国电工技术年会电力电子学会第十一届年会 一种辅助电流可控的ZVS全桥变换器 南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室 指导教师：阮新波 教授 报告人：颜红 中国电工技术学会电力电子学会第十一届年会 报告内容 研究背景 变换器工作原理 辅助电路设计 实验验证 结论 报告内容 研究背景 变换器工作原理 辅助电路设计 实验验证 结论 研究背景 恒频工作； 易于实现ZVS； ? ? 元器件电压电流应力小。 ? 负载轻时实现滞后管ZVS困难 ? 辅助网络 ? 实现滞后桥臂ZVS的辅助能量和负载电流无关 辅助电流可控的ZVS全桥变换器 研究背景 Ia和Ip共同提供滞后 桥臂开关管ZVS的能量 报告内容 研究背景 变换器工作原理 辅助电路设计 实验验证 结论 电路和波形 轻载工作状态 重载工作状态 轻载工作状态2 工作状态切换 轻载工作状态1 轻载工作状态1 轻载工作状态1 轻载工作状态2 轻载工作状态2 报告内容 研究背景 变换器工作原理 辅助电路设计 实验验证 结论 设计考虑 实现滞后桥臂和辅助桥臂ZVS 设计目标： 确定辅助电感电流和负载电流 之间的关系； 选取辅助开关管 ； 设计思路： 确定辅助电感值。 滞后桥臂实现ZVS条件 轻载工作状态2 轻载工作状态1 模态2电容上初始电压 轻载模态1截止时间 实现ZVS 实现ZVS 辅助桥臂实现ZVS条件 实现ZVS 其中： Ia最终表达式 Ia和Io之间的关系 Iamax Vin 辅助开关管的选取 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Io1 轻载工作状态2 轻载工作状态1 重载 辅助电感值的确定 报告内容 研究背景 变换器工作原理 辅助电路 实验验证 结论 实验参数 主电路参数： (a)高频变压器原副边变比K=15/4 (c)滤波电感Lf=65uH (d)滤波电容Cf=2000uF (b)谐振电感Lr=10uH (e)主功率开关管IRF460 (f)输出整流二极管DSEI30-06 辅助电路参数： (a)辅管选用IXKP24N60C5(8A/600V) (b) La=330uH Vin=270±10% ， Vo=54V ， Io=20A ， fs=100kHz 滞后桥臂ZVS波形 轻载(1.25A) 半载(10A) 满载(20A) 辅助桥臂ZVS波形 轻载(1.25A) 半载(10A) 满载(20A) 辅助电感电流值 1.25A 2.5A 9A 20A 1.25A 9A 20A 2.5A 实测效率 额定输入电压，不同输出电流 加辅助电路后 加辅助电路前 轻载(1.25A) ，不同输入电压 满载(20A) ，不同输入电压 实测效率 加辅助电路后 加辅助电路前 报告内容 研究背景 变换器工作原理 辅助电路 实验验证 结论 结论 提出了一种辅助电流可控的ZVS全桥变换器。它的特点是： 1) 在全负载范围内可以实现ZVS； 2) 辅助电流受负载电流控制，使电路的额外损耗最小。 分析了该变换器的工作原理，给出了具体参数的设计，进行了实验验证以及效率的对比。 谢 谢 ！ 请各位专家批评指正！ 全桥变换器的优点有：1）；2）；3）绿色字部分 全桥变换器的缺点为：黄色字部分 很多文献提出的解决方案有一个共同的缺点：辅助能量和负载电流无关，这势必影响变换器的效率 本文提出了一种辅助电流可控的辅助电路如图所示，他的主要特点是：实现滞后桥壁的辅助能量和负载电流有关 电路和相关工作波形如图所示 中国电工技术学会电力电子学会第十一届年会 * *