新型兩相零電壓轉(zhuǎn)換PWM變換器的研究
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
(g)模 態(tài)7 (h)模 態(tài)8
圖3 D>0.5時 的 半 個 開 關(guān) 周 期 中 的 不 同 開 關(guān) 狀 態(tài) 下 的 等 效 電 路
1）模態(tài)1[t0－t1] 對應(yīng)于圖3（a），在t0時刻Sr導(dǎo)通，諧振電感Lr中的電流從0開始線性上升，其上升斜率為diLr/dt=vo/Lr，升壓二極管D1的電流開始減小。在t1時刻通過電感Lr的電流上升到Iin1，升壓二極管D1的電流減小到0，D1自然關(guān)斷，模態(tài)1結(jié)束。該模態(tài)持續(xù)的時間為：t01=LrIin1/Vo。
2）模態(tài)2[t1－t2] 對應(yīng)于圖3（b），在t1時刻升壓二極管D1關(guān)斷，Lr與C1開始諧振。電感Lr中的電流繼續(xù)上升，而電容C1開始放電。iLr和vC1分別為
iLr(t)=Iin1＋
sinωr(t－t1)vC1=Vocosωr(t－t1)
式中：ωr=
；
zr=
；
Cr=C1=C2。
在t2時刻C1的電壓下降到0，電感Lr1中的電流為iLr(t2)=Iin1＋Vo/Zr，模態(tài)2結(jié)束。該模態(tài)持續(xù)的時間為：t12=
。
3）模態(tài)3[t2－t3] 對應(yīng)于圖3（c），在t2時刻如果Vo/ZrIin2時，電感Lr中的電流一部分流過Iin1和Dr1續(xù)流，另外一部分流過Iin2和Dr2續(xù)流，則通過主開關(guān)管S2中的電流小于Iin2。反之，電感Lr中的電流一部分流過Iin1和Dr1續(xù)流，另外一部分流過S1和S2的反并二極管Ds1和Ds2續(xù)流，is2出現(xiàn)負(fù)值，此時開通S1就是零電壓開通。S1的開通時刻應(yīng)該滯后于Sr開通，滯后時間為
td>t01＋t12=
＋
。
4）模態(tài)4[t3－t4] 對應(yīng)于圖3（d），在t3時刻Sr關(guān)斷，iLr線性減小。在t4時刻iLr線性減小到Iin1時，模態(tài)4結(jié)束。
5）模態(tài)5[t4－t5] 對應(yīng)于圖3（e），在該模態(tài)中iLr繼續(xù)線性減小，S1中的電流線性上升。在t5時刻S1中的的電流上升到Iin1，Lr中的電流減小到0，模態(tài)5結(jié)束。
6）模態(tài)6[t5－t6] 對應(yīng)于圖3（f），在該模態(tài)中S1和S2同時導(dǎo)通工作，直到主開關(guān)管S2關(guān)斷，模態(tài)6結(jié)束。
7）模態(tài)7[t6－t7] 對應(yīng)于圖3（g），在t6時刻，主開關(guān)管S2關(guān)斷，輸入電流Iin2給電容C2恒流充電，C2的電壓從零開始線性上升，vC2=
(t－t8)。所以S2是零電壓關(guān)斷。在t9時刻C2的電壓達(dá)到Vo，模態(tài)7結(jié)束。
8）模態(tài)8[t7－t8] 對應(yīng)于圖3（h），在該模態(tài)中主功率開關(guān)管S1和升壓二極管D2處于導(dǎo)通狀態(tài)，主功率開關(guān)管S2和升壓二極管D1均為關(guān)斷狀態(tài)，在t8時刻輔助開關(guān)管Sr再次導(dǎo)通，開始另一半開關(guān)周期的工作，其工作情況類似于上述的半個周期。
2.2 D≤0.5時的工作原理
設(shè)初始狀態(tài)為主功率開關(guān)管S1和S2及輔助開關(guān)管Sr均為關(guān)斷狀態(tài)，升壓二極管D1，D2處于導(dǎo)通狀態(tài)。vc1(t0)=vc2(t0)=Vo，iLr(t0)=0。
當(dāng)占空比小于0.5時，每半個開關(guān)周期內(nèi)有十個開關(guān)模態(tài)。圖4為各主要變量的理論穩(wěn)態(tài)波形圖，圖5為各開關(guān)模態(tài)的等效電路。各開關(guān)狀態(tài)的工作情況描述如下。
圖 4 D≤ 0.5 時 的 各 主 要 變 量 的 理 論 穩(wěn) 態(tài) 波 形
(a) 模 態(tài) 1 (b) 模 態(tài) 2
(c) 模 態(tài) 3 (d) 模 態(tài) 4
(e) 模 態(tài) 5 (f) 模 態(tài) 6
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