外文翻譯零電壓—零電流雙向移向直流—直流變換器帶擴(kuò)展負(fù)載范圍

1、外文翻譯零電壓零電流雙向移向直流直流變換器帶擴(kuò)展負(fù)載范圍    附錄 外文翻譯零電壓零電流雙向移向直流直流變換器帶擴(kuò)展負(fù)載范圍 摘要：本文描述了基于受負(fù)載范圍和輸出電壓的非線性控制限制的傳統(tǒng)的雙向移相直流直流變換器。本概念的發(fā)展通過提供零電流開關(guān)（ZCS）和零電壓開關(guān)（ZVS）用于擴(kuò)大變換器的負(fù)載范圍。另外，在大負(fù)載范圍下對(duì)變換器輸出電壓特性的控制被改善的更為線性。說明 既然ZVS技術(shù)能夠使開關(guān)模式的電能供應(yīng)的開關(guān)損耗減少的最小，很多變頻器，例如移相控制的DCDC變換器1-4，提供ZVS在他們的活動(dòng)開關(guān)為了提高變換器的全面表現(xiàn)。然而，

2、有一個(gè)應(yīng)用ZVS技術(shù)的約束，那就是最小負(fù)載電流仍能夠維持ZVS變換，這個(gè)最小電流就是變頻器最窄負(fù)載時(shí)的電流。然而雙向移相變換器3，4有他固有的弱點(diǎn)，那就是移相特性受最小負(fù)載電流和非線性輸出電壓的限制。這里通過圖1所示的方法重新設(shè)計(jì)，那就是在逆變橋左橋臂用ZCS，在逆變橋右橋臂有ZVS，這樣就使變換器的負(fù)載范圍擴(kuò)大到輕載。這個(gè)電路和原先的變換電路是一樣的，但控制方法不同。改進(jìn)的變換器不僅通過同步整流保持雙向的能量流通能力，而且對(duì)輸出電壓的控制提供了一個(gè)線性的相移。 移相變換器的改進(jìn)最近在很多出版物上提議，這包括在原邊增加串聯(lián)二極管和串聯(lián)電容7和增加附加晶體管來完成零電壓開關(guān)甚至在大的負(fù)

3、載變化8。并聯(lián)諧振移相變頻器也被提議用零電流開關(guān)工作9。在圖1所示的被改進(jìn)的變頻器的拓?fù)涫怯梢粋€(gè)逆變橋（-）和一個(gè)整流橋（-），他們之間連有一個(gè)高頻變壓器。電容， -，代表功率器件的寄生電容和附加諧S振電容。是變壓器的漏電感。 和是輸入和輸出電容，是負(fù)載電阻。電路運(yùn)行分析這個(gè)改進(jìn)的變頻器有不同的控制階段，如圖2所示，是理想的電壓，電流和門極信號(hào)波形。1-4和1-4分別是提供給和的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而且的開關(guān)方式也在圖中標(biāo)記出。 變頻器在輕載情況下的電路分析。既然在正半周期和負(fù)半周期除了電壓和電流信號(hào)反向之外都很相似，這里我們只分析電路的正半周期。電路的運(yùn)行被劃分成六個(gè)模型正如圖3a-f所示。

4、模式1：（  >    > ） 逆變橋所有的開關(guān)都關(guān)斷，除了是開著的，并且變壓器的原邊電流 i（t）是零。那么是在零電流下關(guān)斷的。這個(gè)模式的運(yùn)行時(shí)間僅僅是阻止和的直通問題。模式2 ： 左臂零電流變換（> t > ） 原邊電流仍然保持為零，能夠在零電流下開通。同時(shí)，和 在零電流下開通。輸入電壓被加到變壓器原邊，副邊由電容維持在輸出電壓。這個(gè)模式叫做左臂零電流變換。2.3   模式3 ：能量轉(zhuǎn)換階段（ >   > ）   

5、，和保持開通，原邊電流由（t）描述。詳細(xì)的計(jì)算將在下一階段給出。模式4 ：右橋臂零電壓變換 （>  > ）保持開通，但被關(guān)斷 。存儲(chǔ)在電感中的能量對(duì)充電，放電。一旦的電壓降到零，將導(dǎo)同。隨后，將在零電壓下開通。和在這個(gè)模式下是關(guān)斷的。這個(gè)模式叫做右橋臂零電壓變換。模式 5 ：自由變換階段 （>  > ）和仍然開通，并且變壓器的原邊電壓是零。然而，存儲(chǔ)在電感中的能量通過和的二極管轉(zhuǎn)移到整流橋，然后釋放（下階段），副邊保持在輸出電壓。這個(gè)模式叫做自由變換階段。模式 6： （> ） 和保持開通，但變壓器原邊電流是零，并且和身上的二極管反向偏

6、置。因此和的網(wǎng)絡(luò)和整流橋是隔離的。要是充分的大，輸出電壓能夠接近一個(gè)定值。 這個(gè)被改進(jìn)的電路的控制方法和以前的相比僅僅是對(duì)的門驅(qū)動(dòng)信號(hào)不同。在現(xiàn)在的設(shè)計(jì)中，隨著Q接通，M和M立即開通，但當(dāng)Q關(guān)斷時(shí)M和M被立即開路。Q接通時(shí)M和M被立即觸發(fā)，Q開路時(shí)M和M被立即開路。在以前的電路中，M和M的觸發(fā)方式同Q的是相同的，M和M的觸發(fā)方式和Q的是相同的。MM在驅(qū)動(dòng)上的改變迫使副邊不導(dǎo)通當(dāng)變壓器原邊電流反向?yàn)樨?fù)時(shí)并且停在零值，例如在t時(shí)刻，如圖2所示。因此，Q和Q在如圖2 t時(shí)刻的觸發(fā)信號(hào)下將是零電流開通。然而，在以前的電路中，MM在變壓器原邊電流為負(fù)時(shí)導(dǎo)通，Q和Q并不是在零電壓下開通。3

7、60; 電路的數(shù)學(xué)分析 這部分將處理直流特性的計(jì)算，變換器的零電流零電壓的負(fù)載范圍。利用計(jì)算結(jié)果，我們能夠建立擴(kuò)展負(fù)載范圍和變換器的輸出電壓控制區(qū)域。下面為數(shù)學(xué)分析定義參數(shù)： D 相位移動(dòng) K 自由轉(zhuǎn)換階段的時(shí)間比率 變壓器的扎數(shù)比 n =  開關(guān)頻率 f =  開關(guān)角頻率 =2f 輸出諧振頻率 =  特性阻抗 Z= n 折算負(fù)載阻抗 Z=  為了使計(jì)算簡便我們做一些假設(shè)：（a） 輸出電容C足夠大能夠維持輸出電壓V接近一常值。（b） 所有的電感的內(nèi)部電阻和電容成分是忽略不計(jì)的，還有（c）沒有功率

8、損失。3.1  支流特性     變換器輸出電壓的引出是基于輸入的能量和輸出的能量相等的假設(shè)。僅僅在能量轉(zhuǎn)換階段向轉(zhuǎn)換器輸入能量，這段期間用于計(jì)算輸入的能量，電壓轉(zhuǎn)換率是完全的。能量轉(zhuǎn)換階段 ：tt t （例如 D=tt）在這階段，能量從電池轉(zhuǎn)移到負(fù)載，著階段的等效電路由圖4給出。 i（t）=在能量轉(zhuǎn)移階段變壓器的原邊電流。 i（t）=在慣性階段變壓器的原邊電流。  = 變壓器原邊折算到原邊的電流。  = 輸出電容的折算到原邊的電流。 ×=變換器輸出電壓折算到原邊的值。=負(fù)載電阻折算到

9、變壓器原邊的值。=輸出濾波電容折算到原邊的值。電路方程如下 =           （1）              （2） ；              （3）                          （4）聯(lián)立（1）（4），原邊電流是 -   （5）因此，能夠通過（5）式的拉普拉斯變換得到