在ESP电源中串联谐振软开关技术有什么应用?.doc
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1、在ESP电源中串联谐振软开关技术有什么应用?1.概述软开关技术、谐振型开关变换技术使得大功率、高频化电源的实现成为可能,它应用谐振的原理,使开关器件中的电流(或电压)按正弦或准正弦规律变化采用软开关技术,其实质就是在主开关上增加电感和电容等储能元件构成谐振电路。当变换器主开关进行换流时产生谐振,迫使主开关上的电压或电流变为零,从而为主开关提供一个零电压或零电流的开关环境。最理想的软开通过程:电压先下降到零后,开通主管,电流上升到通态值,开通损耗近似为零。另外,因器件开通前电压已下降到零,器件结电容上的电压亦为零,故解决了容性开通问题。这意味着二极管已经截止,其反向恢复过程结束,因此二极管反向恢
2、复问题亦不复存在。最理想的软关断过程:电流先下降为零开通主管电压上升到断态值,所以关断损耗近似为零。由于器件关断前电流已下降到零,即线路电感中电流为零,所以感性关断问题得以解决。它不仅可以解决硬开关变换器中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题及二极管反向恢复问题,而且还能解决由硬开关引起的EMI等问题。本课题研究的电源功率为32kW,工作频率为5kHz20kHz,为了减小高频时开关器件的损耗,采用串联谐振软开关技术,使得开关器件能够实现零电流关断,其主电路原理图如图 1所示:图1 全桥串联谐振式电路原理图2.原理分析为了减小开关损耗,在电路工作中,使得开关频率小于或等于谐振频率的一半,
3、使电流工作在断续状态。结合上面的分析,我们对图 1电源主回路等效原理图的工作模态进行计算分析。图2 等效电路模型图 3 电流断续工作方式的主要波形设电感L1电流为i,电容C1电压为U1,电源一个谐振周期内各个模态图如图4所示,电源工作波形如图 3所示。电路工作特点是:开关频率fs必须低于谐振频率fr的一半,保持主回路串联谐振条件恒定不变,使整个电路工作于不连续导电模式。对于主电路中的逆变电路,采用脉冲频率调制(PFM)改变开关频率,驱动脉冲满足:在正常的导通情况下,加在逆变开关上的驱动信号应该是互补的,即当第一组(VD1与VD4)开管导通时,第二组开关(VD2与VD3)截止;第二组开通时,第一
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