不对称全桥相移式零电压零电流鹤壁矿用变压器软电路

不对称全桥相移式零电压零电流鹤壁矿用变压器软电路

针对全桥 ZVZCS软方案,提出的不对称全桥相移式零电压零电流( ps-zvzcsPWM)软电路,与前述几种方案相比有如下优势:

①主鹤壁矿用变压器变压器原边电路无有损器件,原边损耗降至最低,整个电路也无外加有损吸收器件大大提高了整机的变换效率

②由于在变压器副边采取了有源钳位的措施,因此RC吸收电路可以取消,降低损耗,且二极管反向尖峰电压的抑制效果最佳?在选择整流管的耐压定额时,可以取低一级耐压的二极管,利于进一步提高效率和可靠性?同时,由整流管寄生参数引起的振荡也大大减弱?

③在使原边电流复位的时间上,此方案与前述几种方案相比,时间是最短的,而且此方案基本不存在副边占空比丢失的问题,在最大占空比的利用率上,此方案最佳

主电路原理简图

防止全桥主变压器的磁偏可采用最简单可靠的方法,在原边串联隔直电容,同时提出不对称全桥的概念,成功地阻止了原边电流复位以后,由于隔直电容的加入而使原边电流继续反向流动的趋势,使原边电流回零以后能保持住?不对称全桥相移式零电压零电流软电路方案主电路原理简图如图4-7所示?

从鹤壁矿用变压器主电路的拓扑形式上,可以看出该电路是不对称的?四只主功率管的基本控制方式是移相控制,超前臂为S1?S3,有反并二极管和外接吸收电容,滞后臂为S2,S4,无反并二极管和吸收电容?辅管Sc的控制时序以超前臂Sl?S3控制脉冲的上升沿,触发一单稳高电平信号控制辅管的开通时间?因而,辅管的频率是原边主管的两倍?本电路的目的是实现超前臂S1?S3零电压,滞后臂S2?S4零电流,降低主管的损耗,提高整机的工作频率,同时为实现全负载范围内的高变换效率准备条件?该电路的工作过程简述如下?

当S1?S4开通时,原边能量向副边传输?S1关断后,原边电流转向C1和C2,C1充电,C2放电?此时,S1上的关断电压是缓慢上升的,属零电压关断,直至下管S3的反并二极管导通?此时,开通下管S3,属零电压开通?S3开通脉冲的上升沿同时触发一高电平,开通辅管Sc此时,副边钳位电容的电压加在副边上成为激励,原边会感应出较高的电压?此电压的作用是使原边电流迅速复位,为滞后臂S2?S4零电流准备条件?原边电流回零以后,辅管Sc才关断?辅管一旦关闭,副边相当于短路,原边电压相应也为零?此时,隔直电容C3上的电压会反加在滞后臂S4管上?设计时,只要遵循限制隔直电容上脉动电压幅值的原则,合理地运用IGBT的倒置特性,就能成功地防止变压器原边电流的逆向流动,并且保证IGBT不发生反向雪崩击穿?此后,滞后臂S4零电流关断?由于原边漏感的存在,滞后臂S2的开通也为零电流开通?原边电流反向,进入下半个周期的循环?此时,副边整流管也正在完成换向?由于钳位电容Cc的存在,整流管的反向尖峰电压能够很好地抑制?

本鹤壁矿用变压器电路方案的副边整流方式不仅适于全波整流,同样也适于全桥整流方式,且基本工作原理保持不变?

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