全橋移相開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

全橋移相開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 1ABSTRACT 2\o"CurrentDocument"第一章引言 4\o"CurrentDocument"1.1開(kāi)關(guān)電源簡(jiǎn)介 4\o"CurrentDocument"1.2開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展動(dòng)向 4\o"CurrentDocument"1.3本設(shè)計(jì)的主要容 5\o"CurrentDocument"第二章相關(guān)電力電子器件介紹 6\o"CurrentDocument"2.1二極管 6\o"CurrentDocument"2.2雙極型晶體管 7\o"CurrentDocument"2.3光電三極管 8....\o"CurrentDocument"2.4場(chǎng)效應(yīng)管 8\o"CurrentDocument"第三章UC3875原理和應(yīng)用 10uc3875簡(jiǎn)介 10....\o"CurrentDocument"uc387各個(gè)管腳簡(jiǎn)要說(shuō)明 10uc3875的特點(diǎn) 12...\o"CurrentDocument"UC3875的應(yīng)用 12\o"CurrentDocument"第四章PWM控制技術(shù) 14\o"CurrentDocument"PWM控制 14\o"CurrentDocument"PWM控制的基本原理 14..PWM控制具體過(guò)程 1.5...\o"CurrentDocument"PWM空制的優(yōu)點(diǎn) 15\o"CurrentDocument"4.1.4幾種PWM控制方法 16PWM逆變電路及其控制方法 18..4.2.1計(jì)算法和調(diào)制法 18\o"CurrentDocument"4.2.2異步調(diào)制和同步調(diào)制 21..\o"CurrentDocument"第五章電力變換電路介紹 23\o"CurrentDocument"5.1整流電路 23\o"CurrentDocument"5.1.1橋式不可控整流電路 23..\o"CurrentDocument"5.1.2單相橋式全控整流電路 24..5.2逆變電路 25....TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"5.2.1逆變電路的基本工作原理 26..\o"CurrentDocument"5.2.2電壓型逆變電路 26...\o"CurrentDocument"第六章ZVS-PWM全橋移相開(kāi)關(guān)電源設(shè) 2.8..6.1電路圖設(shè)計(jì) 28....\o"CurrentDocument"6.2電路圖原理 28...總結(jié) 32\o"CurrentDocument"致謝 33\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 34第一章引言1.1開(kāi)關(guān)電源簡(jiǎn)介開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。開(kāi)關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源，這一點(diǎn)稱為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。開(kāi)關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開(kāi)關(guān)電源小型化，并使開(kāi)關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。開(kāi)關(guān)電源中應(yīng)用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFET°SCR在開(kāi)關(guān)電源輸入整流電路及軟啟動(dòng)電路中有少量應(yīng)用，GTR驅(qū)動(dòng)困難，開(kāi)關(guān)頻率低，逐漸被IGBT和MOSFET取代。開(kāi)關(guān)電源的三個(gè)條件1、 開(kāi)關(guān)：電力電子器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài)2、 高頻：電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻3、 直流：開(kāi)關(guān)電源輸出的是直流而不是交流人們?cè)陂_(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開(kāi)發(fā)相關(guān)電力電子器件，邊開(kāi)發(fā)開(kāi)關(guān)變頻技術(shù)，兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開(kāi)關(guān)電源每年以超過(guò)兩位數(shù)字的增長(zhǎng)率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。開(kāi)關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類，DC/DC變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化，且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國(guó)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化，并已得到用戶的認(rèn)可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中，遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問(wèn)題。以下分別對(duì)兩類開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述。1.2開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展動(dòng)向開(kāi)關(guān)電源在發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開(kāi)關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國(guó)外各大開(kāi)關(guān)電源制造商都致力于同步開(kāi)發(fā)新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開(kāi)關(guān)電源取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，在電路板兩面布置元器件，以確保開(kāi)關(guān)電源的輕、小、薄。開(kāi)關(guān)電源的高頻化就必然對(duì)傳統(tǒng)的PWM開(kāi)關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)已成為開(kāi)關(guān)電源的主流技術(shù)，并大幅提高了開(kāi)關(guān)電源的工作效率。對(duì)于高可靠性指標(biāo)，美國(guó)的開(kāi)關(guān)電源生產(chǎn)商通過(guò)降低運(yùn)行電流，降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力，使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。模塊化是開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢(shì)，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設(shè)計(jì)成N+1冗余電源系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴(kuò)展。針對(duì)開(kāi)關(guān)電源運(yùn)行噪聲大這一缺點(diǎn)，若單獨(dú)追求高頻化其噪聲也必將隨著增大，而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)，在理論上即可實(shí)現(xiàn)高頻化又可降低噪聲，但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問(wèn)題，故仍需在這一領(lǐng)域開(kāi)展大量的工作，以使得該項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)用化。電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。要加快我國(guó)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路，走出有中國(guó)特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。1.3本設(shè)計(jì)的主要容利用相移脈寬調(diào)制零電壓諧振技術(shù)和相移脈寬調(diào)制諧振控制器UC3875的性能及在其在功率變換中的應(yīng)用采用UC3875設(shè)計(jì)全橋零電壓軟開(kāi)關(guān)功率變換電路控制電路簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定可靠，效率達(dá)90%。本文第二、三、四章介紹了相關(guān)電力電子期間，整流、逆變電路基礎(chǔ)知識(shí)，UC3875的特性以及PWM控制技術(shù)。第五章系統(tǒng)的闡述了本設(shè)計(jì)的全部容，重點(diǎn)介紹了ZVS逆變電路的各個(gè)狀態(tài)的工作模式，系統(tǒng)的分析了UC3875控制電路設(shè)計(jì)原理，并對(duì)電壓檢測(cè)反饋電路和過(guò)電流保護(hù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析，使電路的穩(wěn)定性和安全性進(jìn)一步提第二章相關(guān)電力電子器件介紹在電氣設(shè)備或電力系統(tǒng)中，直接承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)的電路被稱為主電路。電力電子器件是指可直接用于處理電能的主電路中，實(shí)現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。同我們?cè)趯W(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)時(shí)廣泛接觸的處理信息的電子器件一樣，廣義上電力電子器件可分為電真空器件和半導(dǎo)體器件兩類。但是，自20世紀(jì)50年代以來(lái)，除了在頻率很高（如微波）的大功率高頻電源中還在使用真空管外，基于半導(dǎo)體材料的電力電子器件已逐步取代了以前的汞弧整流器、閘流管等電真空器件，成為電能變換和控制領(lǐng)域的絕對(duì)主力。因此，電力電子器件目前也往往專指電力半導(dǎo)體器件。與普通半導(dǎo)體器件一樣，目前電力半導(dǎo)體器件所采用的主要材料仍然是硅。二極管將PN結(jié)用外殼封裝起來(lái)，并加上電極引線就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡(jiǎn)稱二極管。由P區(qū)引出的電極為陽(yáng)極，由N區(qū)引出的電極為陰極。與PN結(jié)一樣，二極管具有單向?qū)щ娦?。但是，由于二極管存在半導(dǎo)體體電阻和引線電阻，所以當(dāng)外加正向電壓時(shí)，在電流相同的情況下，二極管的端電壓大于PN結(jié)上的壓降；或者說(shuō)，在外加正向電壓相同的情況下，二極管的正向電流要小于PN結(jié)的電流；在大電流情況下，這種情況更為明顯。另外，由于二極管表面漏電流的存在，使外加反向電壓時(shí)的電流增大。實(shí)測(cè)二極管的伏安特性時(shí)發(fā)現(xiàn)，只有在正向電壓足夠大時(shí)，正向電流才從零隋端電壓按指數(shù)規(guī)律增大。使二極管開(kāi)始導(dǎo)通的臨界電壓稱為開(kāi)啟電壓UON。當(dāng)二極管所加反向電壓的數(shù)值足夠大時(shí)，反向電流為Is。反向電壓太大將使二極管擊穿，不同型號(hào)二極管的擊穿電壓差別很大，從幾十伏到幾千伏。穩(wěn)壓二極管是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，簡(jiǎn)稱穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管在反向擊穿時(shí)，在一定的電流圍（或者說(shuō)在一定的功率損耗圍），端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性，因而廣泛用于穩(wěn)壓電源與限幅電路之中。穩(wěn)壓管有著與普通二極管相似的伏安特性，其正向特性為指數(shù)曲線。當(dāng)穩(wěn)壓管外加反向電壓的數(shù)值大到一定程度時(shí)則擊穿，擊穿區(qū)的曲線很陡，幾乎平行于縱軸，表圖2.1二極管符號(hào)2.2雙極型晶體管雙極型晶體管(BJT)又稱晶體三極管、半導(dǎo)體三極管等，后面簡(jiǎn)稱晶體管。晶體管分為小功率管，中功率管，大功率管。根據(jù)不同的摻雜方式在同一個(gè)硅片上制造出三個(gè)摻雜區(qū)域，并形成兩個(gè)PN結(jié)，就構(gòu)成晶體管。采用平面工藝制成的NPN型材料晶體管為于中間的P區(qū)稱為基區(qū)，它很薄且雜質(zhì)濃度很低；位于上層的N區(qū)是發(fā)射區(qū)，摻雜濃度很高；位于下層的N去是集電區(qū)，因而集電結(jié)面積很大；晶體管的外特性與三個(gè)區(qū)域的上述特點(diǎn)緊密相關(guān)。它們所引出的三個(gè)電極分別為基極b、發(fā)射極e和集電極c。圖2.2(a)所示為NPN型管和PNP型管的符號(hào)。NPN那 PNP犁圖2.2(a)晶體管符號(hào)放大是對(duì)模擬信號(hào)最基本的處理。在生產(chǎn)實(shí)際和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，從傳感器獲得的信號(hào)都很微弱，只有經(jīng)過(guò)放大后才能作進(jìn)一步的處理，或者使之具有足夠的能量來(lái)推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。晶體管是放大電路的核心原件，它能夠控制能量的轉(zhuǎn)換，將輸入的任何微小變化不失真地放大輸出，放大的對(duì)象是變化量。圖2.2(b)所示為基本的放大電路，AUi為輸入電壓信號(hào)，它接入基極-發(fā)射極回路，稱為輸入回路；放大后的信號(hào)在集電極-發(fā)射極回路，稱為輸出回路。由于發(fā)射極是兩個(gè)回路的公共端，故稱該電路為共射放大電路。因?yàn)榫w管工作在放大狀態(tài)的外部條件是發(fā)射結(jié)正向偏置且集電結(jié)反向偏置，所以在輸入回路應(yīng)加基極電源VR；BB在輸出回路應(yīng)加集電極電源V。V和V的極性應(yīng)如圖2.2(b)所示，且V大于V。CC BB CC CC BB晶體管的放大作用表現(xiàn)為小的基極電流可以控制大的集電極電流。圖2.2(b)基本共射放大電路2.3光電三極管光電三極管依據(jù)光照的強(qiáng)度來(lái)控制集電極電流的大小,其功能可等效為一只光電二極管與一只晶體管相連并僅引出集電極與發(fā)射極。如圖2.3(a)所示，其符號(hào)如圖(b)所示，常見(jiàn)外形如圖(c)所示.圖2.3(a)等效電路圖 (b)符號(hào) (c)實(shí)物圖光電三極管與普通三極管的輸出特性曲線想類似只是將參變量基極電流1^用入B射光照度E取代，如圖2.3(d)所示。無(wú)光照時(shí)的集電流稱為暗電流I聞，他比光電CEO二極管的暗電流約大兩倍；而且受溫度的影響很大，溫度每上升25宅。Ho上升約10背。有光照時(shí)的集電極電流稱為光電流。當(dāng)管壓降—足夠大時(shí)，i幾乎僅僅決定于入CE c射光照度E。對(duì)于不同型號(hào)的光電三極管，當(dāng)入射光照度E為1000lx時(shí)，光電流從小于1000mA到幾毫安不等。使用光電三極管時(shí)，也應(yīng)特別注意其反向擊穿電壓、最高工作電壓、最大集電極功耗等極限參數(shù)。

2.4場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管是利用輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器并件，以此命名。由于它僅靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電，又稱單極型晶體管。場(chǎng)效應(yīng)管不但具備雙極型晶體管體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，而且輸入回路的阻高達(dá)107-1012Q，噪聲低，熱穩(wěn)定性好，抗輻射能力強(qiáng)，且比后者耗電省，這些優(yōu)點(diǎn)使之從60年代誕生起就廣泛地應(yīng)用于各種電力電路之中。如果在制造MOS管時(shí)，在SiQ絕緣層中摻人大量正離子，那么即使U=0，在正2 GS離子作用下P型襯底表層也存在反型層，即漏一源之間存在導(dǎo)電溝道，只要在漏一源間加正向電壓，就會(huì)產(chǎn)生漏極電流，如圖2.4(a)所示。并且—為正時(shí)，反型層變寬，GS溝道電阻變小，i增大；反之，UQ為負(fù)時(shí)，反型層變窄，溝道電阻變大，i減小。而TOC\o"1-5"\h\zD GS D當(dāng)從零減小到一定值時(shí)，反型層消失，漏一源之間導(dǎo)電溝道消失，i=0。此時(shí)的GS DUg稱為夾斷電壓U屮。與N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管相同，N溝道耗盡型MOS管的夾斷電壓GS (off)也為負(fù)值；但是，前者只能在U$0的情況下工作，而后者的比可以在正、負(fù)值的一GS GS定圍實(shí)現(xiàn)對(duì)iD的控制，且仍保持柵一源間有非常大的絕緣電阻。耗盡型MOS管的符號(hào)見(jiàn)圖2.4(b)所示。圖2.4(b)符號(hào)圖第三章UC3875原理和應(yīng)用uc3875簡(jiǎn)介Unitrode公司的UC3875，它有4個(gè)獨(dú)立的輸出驅(qū)動(dòng)端可以直接驅(qū)動(dòng)四只功率M0SFET管，見(jiàn)圖3.1，其中0UTA和OUTB相位相反，OUTC和0UTD相位相反，而0UTC和0UTD相對(duì)于0UTA和0UTB的相位&是可調(diào)的，也正是通過(guò)調(diào)節(jié)&的大小來(lái)進(jìn)行PWM控制的。r?：i[FE/AOlITr?：i[FE/AOlIT匡IW)EESOFI-SWKlEOPI.aY$FTCjTiEon'uKOUTcl^圖3.1GWDRAMFSLOPE1)1IAYSETA/3OUIAouraPWRGKI'Juc387引|腳圖3.1.1uc3875各個(gè)管腳簡(jiǎn)要說(shuō)明UC3875有20腳和28腳兩種，這里僅介紹20腳的UC3875的管腳功能，表3.1.1為管腳功能簡(jiǎn)要說(shuō)明。表3.1.1uc387管腳功能表PIN功能PIN功能1VREF基準(zhǔn)電壓10VCC電源電壓2E/A0UT誤差放大器的輸出11VIN芯片供電電源3E/A—誤差放大器的反相輸入12PWRGND電源地4E/A+誤差放大器的同相輸入16FREQSET頻率設(shè)置端5C/S+電流檢測(cè)17CL0CK/SYNC時(shí)鐘/同步6S0FT—START軟起動(dòng)18SL0PE陡度7,15DELAYSETA/B,C/D輸出延遲控制19RAMP斜波14,13,9,80UTA?0UTD輸出A?D20GND信號(hào)地管腳1可輸出精確的5V基準(zhǔn)電壓，其電流可以達(dá)到60mA。當(dāng)VIN比較低時(shí)，芯片進(jìn)入欠壓鎖定狀態(tài)VREF消失。直到VREF達(dá)到4.75V以上時(shí)才脫離欠壓鎖定狀態(tài)。最好的辦法是接一個(gè)0.1“F旁路電容到信號(hào)地。管腳2為電壓反饋增益控制端，當(dāng)誤差放大器的輸出電壓低于1V時(shí)實(shí)現(xiàn)0°相移。管腳3為誤差放大器的反相輸入端，該腳通常利用分壓電阻檢測(cè)輸出電源電壓。管腳4為誤差放大器的同相輸入端，該腳與基準(zhǔn)電壓相連，以檢測(cè)E/A-端的輸出電源電壓。管腳5為電流檢測(cè)端，該腳為電流故障比較器的同相輸入端，其基準(zhǔn)設(shè)置為部固定2.5V（由VREF分壓）。當(dāng)該腳的電壓超過(guò)2.5V時(shí)電流故障動(dòng)作，輸出被關(guān)斷，軟起動(dòng)復(fù)位，此腳可實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。管腳6為軟起動(dòng)端，當(dāng)輸入電壓（VIN）低于欠壓鎖定閾值（10.75V）時(shí)，該腳保持地電平，當(dāng)VIN正常時(shí)該腳通過(guò)部9“A電流源上升到4.8V，如果出現(xiàn)電流故障時(shí)該腳電壓從4.8V下降到0V，此腳可實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。管腳7、15為輸出延遲控制端，通過(guò)設(shè)置該腳到地之間的電流來(lái)設(shè)置死區(qū)，加于同一橋臂兩管驅(qū)動(dòng)脈沖之間，以實(shí)現(xiàn)兩管零電壓開(kāi)通時(shí)的瞬態(tài)時(shí)間，兩個(gè)半橋死區(qū)可單獨(dú)提供以滿足不同的瞬態(tài)時(shí)間。管腳14、13、9、8為輸出OUTA?OUTD端，該腳為2A的圖騰柱輸出，可驅(qū)動(dòng)MOSFET和變壓器。管腳10為電源電壓端，該腳提供輸出級(jí)所需電源，V通常接3V以上電源，cc最佳為12V。此腳應(yīng)接一旁路電容到電源地。管腳11為芯片供電電源端，該腳提供芯片部數(shù)字、模擬電路部分的電源，接于12V穩(wěn)壓電源。為保證芯片正常工作，在該腳電壓低于欠壓鎖定閾值（10.75V）時(shí)停止工作。此腳應(yīng)接一旁路電容到信號(hào)地。管腳12為電源地端。其它相關(guān)的阻容網(wǎng)絡(luò)與之并聯(lián)，電源地和信號(hào)地應(yīng)一點(diǎn)接地以降低噪聲和直流降落。管腳16為頻率設(shè)置端，該腳與地之間通過(guò)一個(gè)電阻和電容來(lái)設(shè)置振蕩頻率，具體計(jì)算公式為：f=4/什從）。管腳17為時(shí)鐘/同步端，作為輸出，提供時(shí)鐘信號(hào)；作為輸入，該腳提供一個(gè)同步點(diǎn)。最簡(jiǎn)單的用法是：具有不同振蕩頻率的多個(gè)UC3875可通過(guò)連接其同步端，使它們同步工作于最高頻率。該腳也可使其同步工作于外部時(shí)鐘頻率，但外部時(shí)鐘頻率需大于芯片的時(shí)鐘頻率。管腳18為陡度端，該腳接一個(gè)電阻R將產(chǎn)生電流以形成斜波，連接這個(gè)電阻s到輸入電壓將提供電壓反饋。管腳19為斜波端，該腳是PWM比較器的一個(gè)輸入端，可通過(guò)一個(gè)電容CR連接到地，電壓以下式陡度建立d/d=Vs/（RC）。該腳可通過(guò)很少的器件實(shí)現(xiàn)電流方vt sR式控制，同時(shí)提供陡度補(bǔ)償。管腳20為信號(hào)地端，GND是所有電壓的參考基準(zhǔn)。頻率設(shè)置端（FREQSET）的振蕩電容（Cf），基準(zhǔn)電壓（VREF）端的旁路電容和VIN的旁路電容以及RAMP端斜波電容（CR）都應(yīng)就近可靠地接于信號(hào)地。3.1.2uc3875的特點(diǎn)UC3875為20腳雙列直插DIP封裝，儲(chǔ)存溫度圍為-65?+150°C,工作溫度圍為-25?+80C;工作結(jié)溫150C;引線溫度300C。其電路參數(shù)額定值為：電源電壓20V;輸出電流，直流015A，脈沖（015“s）3A;模擬I/0（腳1,2,3,4,5,6,7,15,16,17,18, 19）電平為-0.3?5.3V。其特點(diǎn)如下：輸出PWM脈沖0?100%占空比，可編程控制輸出導(dǎo)通延遲,電壓或電流型拓?fù)湎嗉嫒?開(kāi)關(guān)工作頻率為1MHz,4個(gè)2A圖騰柱輸出，10MHz誤差放大器，欠壓鎖定（UVLO）,低的軟上升電流（150//A）,具有軟啟動(dòng)控制，有全周再啟動(dòng)過(guò)流比較門限及可調(diào)基準(zhǔn)等。UC3875用一個(gè)半橋支路對(duì)另一個(gè)半橋支路的相移開(kāi)關(guān)實(shí)行全橋功率級(jí)的控制,使得固定頻率脈寬調(diào)制與零電壓諧振開(kāi)關(guān)相結(jié)合。振蕩器工作頻率約2MHz,實(shí)際應(yīng)用的開(kāi)關(guān)頻率為1MHz;另外,控制器帶時(shí)鐘/同步端,可由外部信號(hào)對(duì)其同步。3.2UC3875勺應(yīng)用圖3.2典型應(yīng)用電路（1）死區(qū)時(shí)間的設(shè)置UC3875的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)和零電壓開(kāi)關(guān)的延遲時(shí)間由延遲設(shè)定（7腳和15腳）的R62、C46和R6i、C45確定，這樣，在不同的負(fù)載電流下，可產(chǎn)生一個(gè)工作周期脈沖上升沿和下降沿不同的過(guò)渡轉(zhuǎn)換時(shí)間。若產(chǎn)生過(guò)渡轉(zhuǎn)換失真，將導(dǎo)致橋式變換器不能正常工作于ZVS工作狀態(tài)。移相PWM寬度的設(shè)置移相PWM的相移控制是通過(guò)誤差放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，誤差放大器的同相端(4腳)通過(guò)分壓電阻設(shè)置基準(zhǔn)電壓，反饋輸出電壓和電流信號(hào)A0經(jīng)處理與反相端(3腳)相連，再比較，差值經(jīng)放大輸出，送至移相脈寬控制器，控制A，B與C，D之間的相位，最終調(diào)整波形占空比，使電壓或電流穩(wěn)定在預(yù)定值上。限流保護(hù)措施正常情況下，開(kāi)關(guān)電源應(yīng)工作在額定輸出功率圍之，避免電源工作在超出正常輸出狀態(tài)，但在實(shí)際工作中是很難預(yù)測(cè)的。可將高頻變壓器輸出的電流經(jīng)電流互感器耦合輸出，再經(jīng)整流、濾波及分壓后，送至A］即UC3875的電流控制端(5腳)，與比較器的同相端電壓進(jìn)行比較，當(dāng)輸入電壓高于2-5V時(shí)，UC3875的過(guò)流保護(hù)電路起作用。輸出控制電路UC3875輸出電路采用圖騰柱式輸出，最大電流可達(dá)2A，并可直接驅(qū)動(dòng)功率晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管。為確保UC3875和開(kāi)關(guān)器件工作在安全狀態(tài)，在設(shè)計(jì)中增加了TC4427驅(qū)動(dòng)電路、變壓器驅(qū)動(dòng)隔離電路等外圍輔助電路。移相式零電壓軟開(kāi)關(guān)變換器和控制芯片UC3875的合理使用，使得所設(shè)計(jì)關(guān)電源具有高頻、高效、體積小和輕量化的特點(diǎn)，這種軟開(kāi)關(guān)電路在通信電源和電力操作電源中得到廣泛使用。第四章PWM控制技術(shù)PWM控制技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用最為廣泛，對(duì)逆變電路的影響也最為深刻?，F(xiàn)在大量應(yīng)用的逆變電路中，絕大部分都是PWM型逆變電路?？梢哉f(shuō)PWM控制技術(shù)正是有賴于在逆變電路中的應(yīng)用，才發(fā)展得比較成熟，才確定可它在電力電子技術(shù)中的重要地位。正因?yàn)槿绱?，本章主要以逆變電路為控制?duì)象來(lái)介紹PWM控制技術(shù)。實(shí)際上，離開(kāi)了PWM控制技術(shù)對(duì)逆變電路的介紹就是不完整的。PWM控制脈寬調(diào)制（PWM:PulseWidthModulation）是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。簡(jiǎn)而言之，PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過(guò)高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有（ON），要么完全無(wú)（OFF）。電壓或電流源是以一種通（ON）或斷（OFF）的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開(kāi)的時(shí)候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。PWM控制的基本原理隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種PWM技術(shù)，其中包括：相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機(jī)PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等，而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬PWM法，它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形，通過(guò)改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整PWM的周期、PWM的占空比而達(dá)到控制充電電流的目的。模擬信號(hào)的值可以連續(xù)變化，其時(shí)間和幅度的分辨率都沒(méi)有限制。9V電池就是一種模擬器件，因?yàn)樗妮敵鲭妷翰⒉痪_地等于9V，而是隨時(shí)間發(fā)生變化，并可取任何實(shí)數(shù)值。與此類似，從電池吸收的電流也不限定在一組可能的取值圍之。模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的區(qū)別在于后者的取值通常只能屬于預(yù)先確定的可能取值集合之，例如在｛0V,5V｝這一集合中取值。模擬電壓和電流可直接用來(lái)進(jìn)行控制，如對(duì)汽車收音機(jī)的音量進(jìn)行控制。在簡(jiǎn)單的模擬收音機(jī)中，音量旋鈕被連接到一個(gè)可變電阻。擰動(dòng)旋鈕時(shí)，電阻值變大或變?。涣鹘?jīng)這個(gè)電阻的電流也隨之增加或減少，從而改變了驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的電流值，使音量相應(yīng)變大或變小。與收音機(jī)一樣，模擬電路的輸出與輸入成線性比例。盡管模擬控制看起來(lái)可能直觀而簡(jiǎn)單但，它并不總是非常經(jīng)濟(jì)或可行的其。中一點(diǎn)就是，模擬電路容易隨時(shí)間漂移，因而難以調(diào)節(jié)。能夠解決這個(gè)問(wèn)題的精密模擬電路可能非常龐大、笨重（如老式的家庭立體聲設(shè)備）和昂貴。模擬電路還有可能嚴(yán)重發(fā)熱，其功耗相對(duì)于工作元件兩端電壓與電流的乘積成正比。模擬電路還可能對(duì)噪聲很敏感，任何擾動(dòng)或噪聲都肯定會(huì)改變電流值的大小。通過(guò)以數(shù)字方式控制模擬電路，可以大幅度降低系統(tǒng)的成本和功耗。此外，許多微控制器和DSP已經(jīng)在芯片上包含了PWM控制器，這使數(shù)字控制的實(shí)現(xiàn)變得更加容易了。PWM控制具體過(guò)程脈沖寬度調(diào)制（PWM）是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過(guò)高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有（ON），要么完全無(wú)（OFF）。電壓或電流源是以一種通（ON）或斷（OFF）的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開(kāi)的時(shí)候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。多數(shù)負(fù)載（無(wú)論是電感性負(fù)載還是電容性負(fù)載）需要的調(diào)制頻率高于10Hz，通常調(diào)制頻率為1kHz到200kHz之間。許多微控制器部都包含有PWM控制器。例如‘Microchip公司的PIC16C67含兩個(gè)PWM控制器，每一個(gè)都可以選擇接通時(shí)間和周期。占空比是接通時(shí)間與周期之比；調(diào)制頻率為周期的倒數(shù)。執(zhí)行PWM操作之前，這種微處理器要求在軟件中完成以下工作：設(shè)置提供調(diào)制方波的片上定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的周期；在PWM控制寄存器中設(shè)置接通時(shí)間；設(shè)置PWM輸出的方向，這個(gè)輸出是一個(gè)通用I/O管腳；啟動(dòng)定時(shí)器；使能PWM控制器。PWM控制的優(yōu)點(diǎn)PWM的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被控系統(tǒng)信號(hào)都是數(shù)字形式的，無(wú)需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。讓信號(hào)保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強(qiáng)到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或?qū)⑦壿?改變?yōu)檫壿?時(shí)，也才能對(duì)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生影響。對(duì)噪聲抵抗能力的增強(qiáng)是PWM相對(duì)于模擬控制的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，而且這也是在某些時(shí)候?qū)WM用于通信的主要原因。從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)向PWM可以極大地延長(zhǎng)通信距離。在接收端，通過(guò)適當(dāng)?shù)腞C或LC網(wǎng)絡(luò)可以濾除調(diào)制高頻方波并將信號(hào)還原為模擬形式。PWM控制技術(shù)一直是變頻技術(shù)的核心技術(shù)之一。1964年A.Schonung和H.stemmler首先提出把這項(xiàng)通訊技術(shù)應(yīng)用到交流傳動(dòng)中，從此為交流傳動(dòng)的推廣應(yīng)用開(kāi)辟了新的局面。從最初采用模擬電路完成三角調(diào)制波和參考正弦波比較，產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制SPWM信號(hào)以控制功率器件的開(kāi)關(guān)開(kāi)始，到目前采用全數(shù)字化方案，完成優(yōu)化的實(shí)時(shí)在線的PWM信號(hào)輸出，可以說(shuō)直到目前為止，PWM在各種應(yīng)用場(chǎng)合仍在主導(dǎo)地位，并一直是人們研究的熱點(diǎn)。由于PWM可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)變頻變壓反抑制諧波的特點(diǎn)。由此在交流傳動(dòng)及至其它能量變換系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。PWM控制技術(shù)大致可以為為三類，正弦PWM（包括電壓，電流或磁通的正弦為目標(biāo)的各種PWM方案，多重PWM也應(yīng)歸于此類），優(yōu)化PWM及隨機(jī)PWM°正弦PWM已為人們所熟知，而旨在改善輸出電壓、電流波形，降低電源系統(tǒng)諧波的多重PWM技術(shù)在大功率變頻器中有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)（如ABBACS1000系列和美國(guó)ROBICON公司的完美無(wú)諧波系列等）；而優(yōu)化PWM所追求的則是實(shí)現(xiàn)電流諧波畸變率（THD）最小，電壓利用率最高，效率最優(yōu)，及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小以及其它特定優(yōu)化目標(biāo)°在70年代開(kāi)始至80年代初，由于當(dāng)時(shí)大功率晶體管主要為雙極性達(dá)林頓三極管，載波頻率一般最高不超過(guò)5kHz，電機(jī)繞組的電磁噪音及諧波引起的振動(dòng)引起人們的關(guān)注。為求得改善，隨機(jī)PWM方法應(yīng)運(yùn)而生°其原理是隨機(jī)改變開(kāi)關(guān)頻率使電機(jī)電磁噪音近似為限帶白噪音（在線性頻率坐標(biāo)系中，各頻率能量分布是均勻的），盡管噪音的總分貝數(shù)未變，但以固定開(kāi)關(guān)頻率為特征的有色噪音強(qiáng)度大大削弱。正因?yàn)槿绱?，即使在IGBT已被廣泛應(yīng)用的今天，對(duì)于載波頻率必須限制在較低頻率的場(chǎng)合，隨機(jī)PWM仍然有其特殊的價(jià)值（DTC控制即為一例）；別一方面則告訴人們消除機(jī)械和電磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作頻率，因?yàn)殡S機(jī)PWM技術(shù)提供了一個(gè)分析、解決問(wèn)題的全新思路°4.1.4幾種PWM控制方法（1） 等脈寬PWM法VVVF（VariableVoltageVariableFrequency）裝置在早期是采用PAM（PulseAmplitudeModulation）控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其逆變器部分只能輸出頻率可調(diào)的方波電壓而不能調(diào)壓.等脈寬PWM法正是為了克服PAM法的這個(gè)缺點(diǎn)發(fā)展而來(lái)的,是PWM法中最為簡(jiǎn)單的一種.它是把每一脈沖的寬度均相等的脈沖列作為PWM波,通過(guò)改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化.相對(duì)于PAM法，該方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，提高了輸入端的功率因數(shù)，但同時(shí)也存在輸出電壓中除基波外，還包含較大的諧波分量°（2） 隨機(jī)PWM在上世紀(jì)70年代開(kāi)始至上世紀(jì)80年代初，由于當(dāng)時(shí)大功率晶體管主要為雙極性達(dá)林頓三極管，載波頻率一般不超過(guò)5kHz,電機(jī)繞組的電磁噪音及諧波造成的振動(dòng)引起了人們的關(guān)注.為求得改善，隨機(jī)PWM方法應(yīng)運(yùn)而生.其原理是隨機(jī)改變開(kāi)關(guān)頻率使電機(jī)電磁噪音近似為限帶白噪聲（在線性頻率坐標(biāo)系中，各頻率能量分布是均勻的），盡管噪音的總分貝數(shù)未變，但以固定開(kāi)關(guān)頻率為特征的有色噪音強(qiáng)度大大削弱.正因?yàn)槿绱?，即使在IGBT已被廣泛應(yīng)用的今天，對(duì)于載波頻率必須限制在較低頻率的場(chǎng)合，隨機(jī)PWM仍然有其特殊的價(jià)值；另一方面則說(shuō)明了消除機(jī)械和電磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作頻率，隨機(jī)PWM技術(shù)正是提供了一個(gè)分析，解決這種問(wèn)題的全新思路。SPWM法SPWM(SinusoidalPWM)法是一種比較成熟的，目前使用較廣泛的PWM法.前面提到的采樣控制理論中的一個(gè)重要結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同.SPWM法就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆變電路中開(kāi)關(guān)器件的通斷，使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間的面積相等，通過(guò)改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值.該方法的實(shí)現(xiàn)有以下幾種方案。等面積法該方案實(shí)際上就是SPWM法原理的直接闡釋，用同樣數(shù)量的等幅不等寬的矩形脈沖序列代替正弦波，然后計(jì)算各脈沖的寬度和間隔，并把這些數(shù)據(jù)存于微機(jī)中，通過(guò)查表的方式生成PWM信號(hào)控制開(kāi)關(guān)器件的通斷，以達(dá)到預(yù)期的目的.由于此方法是以SPWM控制的基本原理為出發(fā)點(diǎn)，可以準(zhǔn)確地計(jì)算出各開(kāi)關(guān)器件的通斷時(shí)刻，其所得的波形很接近正弦波，但其存在計(jì)算繁瑣，數(shù)據(jù)占用存大，不能實(shí)時(shí)控制的缺點(diǎn)。非線性控制PWM單周控制法又稱積分復(fù)位控制(IntegrationResetControl,簡(jiǎn)稱IRC),是一種新型非線性控制技術(shù)，其基本思想是控制開(kāi)關(guān)占空比，在每個(gè)周期使開(kāi)關(guān)變量的平均值與控制參考電壓相等或成一定比例.該技術(shù)同時(shí)具有調(diào)制和控制的雙重性，通過(guò)復(fù)位開(kāi)關(guān)，積分器，觸發(fā)電路，比較器達(dá)到跟蹤指令信號(hào)的目的.單周控制器由控制器，比較器，積分器及時(shí)鐘組成，其中控制器可以是RS觸發(fā)器。單周控制在控制電路中不需要誤差綜合，它能在一個(gè)周期自動(dòng)消除穩(wěn)態(tài)，瞬態(tài)誤差，使前一周期的誤差不會(huì)帶到下一周期.雖然硬件電路較復(fù)雜，但其克服了傳統(tǒng)的PWM控制方法的不足，適用于各種脈寬調(diào)制軟開(kāi)關(guān)逆變器，具有反應(yīng)快，開(kāi)關(guān)頻率恒定，魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，此外，單周控制還能優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)，減小畸變和抑制電源干擾，是一種很有前途的控制方法。諧振軟開(kāi)關(guān)PWM傳統(tǒng)的PWM逆變電路中，電力電子開(kāi)關(guān)器件硬開(kāi)關(guān)的工作方式，大的開(kāi)關(guān)電壓電流應(yīng)力以及高的du/dt和di/dt限制了開(kāi)關(guān)器件工作頻率的提高，而高頻化是電力電子主要發(fā)展趨勢(shì)之一，它能使變換器體積減小，重量減輕，成本下降，性能提高，特別當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率在18kHz以上時(shí)，噪聲將已超過(guò)人類聽(tīng)覺(jué)圍，使無(wú)噪聲傳動(dòng)系統(tǒng)成為可能。諧振軟開(kāi)關(guān)PWM的基本思想是在常規(guī)PWM變換器拓?fù)涞幕A(chǔ)上附加一個(gè)諧振網(wǎng)絡(luò)，諧振網(wǎng)絡(luò)一般由諧振電感，諧振電容和功率開(kāi)關(guān)組成.開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)，諧振網(wǎng)絡(luò)工作使電力電子器件在開(kāi)關(guān)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)過(guò)程諧振過(guò)程極短基本不影響PWM技術(shù)的實(shí)現(xiàn).從而既保持了PWM技術(shù)的特點(diǎn)，又實(shí)現(xiàn)了軟開(kāi)關(guān)技術(shù).但由于諧振網(wǎng)絡(luò)在電路中的存在必然會(huì)產(chǎn)生諧振損耗,并使電路受固有問(wèn)題的影響,從而限制了該方法的應(yīng)用。4.2PWM逆變電路及其控制方法目前中小功率的逆變電路幾乎都采用WM技術(shù)。逆變電路是PWM控制技術(shù)最為重要的應(yīng)用場(chǎng)合。PWM逆變電路也可分為電壓型和電流型兩種，目前實(shí)用的幾乎都是電壓型。4.2.1計(jì)算法和調(diào)制法1、 計(jì)算法根據(jù)正弦波頻率、幅值和半周期脈沖數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算PWM波各脈沖寬度和間隔，據(jù)此控制逆變電路開(kāi)關(guān)器件的通斷，就可得到所需PWM波形。缺點(diǎn)：繁瑣，當(dāng)輸出正弦波的頻率、幅值或相位變化時(shí)，結(jié)果都要變化。2、 調(diào)制法輸出波形作調(diào)制信號(hào)，進(jìn)行調(diào)制得到期望的PWM波；通常采用等腰三角波或鋸齒波作為載波；等腰三角波應(yīng)用最多，其任一點(diǎn)水平寬度和高度成線性關(guān)系且左右對(duì)稱；與任一平緩變化的調(diào)制信號(hào)波相交，在交點(diǎn)控制器件通斷，就得寬度正比于信號(hào)波幅值的脈沖，符合PWM的要求。調(diào)制信號(hào)波為正弦波時(shí)，得到的就是SPWM波；調(diào)制信號(hào)不是正弦波，而是其他所需波形時(shí)，也能得到等效的PWM波。如圖4.2.1(a)結(jié)合IGBT單相橋式電壓型逆變電路對(duì)調(diào)制法進(jìn)行說(shuō)明：設(shè)負(fù)載為阻感負(fù)載，工作時(shí)V］和V2通斷互補(bǔ)，V3和V4通斷也互補(bǔ)。控制規(guī)律：uo正半周，V］通，V2斷，V3和V4交替通斷，負(fù)載電流比電壓滯后，在電壓正半周，電流有一段為正，一段為負(fù)，負(fù)載電流為正區(qū)間，V和V導(dǎo)通時(shí)，u等于U，V關(guān)斷TOC\o"1-5"\h\z1 4 o d4時(shí)，負(fù)載電流通過(guò)V和V“續(xù)流，u=0，負(fù)載電流為負(fù)區(qū)間，i為負(fù)，實(shí)際上從V1和1 D3 o o D1Vg流過(guò)，仍有u=U，V”斷，V通后，i從V和Vg續(xù)流，u=0，u總可得到U和零兩D4 od4 3 o 3 D1 o o d種電平。u負(fù)半周，讓V保持通，V保持?jǐn)?，V和V交替通斷，u可得-U和零兩種電平。o 2 1 3 4 o d單極性PWM控制方式(單相橋逆變)：在u和u的交點(diǎn)時(shí)刻控制IGBT的通斷?？谡胫躒保持通，V保持?jǐn)啵?dāng)u>urcr12rc時(shí)使V通，V斷，u=U，當(dāng)u<u時(shí)使V斷，V通，u=0°u負(fù)半周，V保持?jǐn)?，V24 3 od rc 4 3 o r 1保持通，當(dāng)u<u時(shí)使V通，V斷，u=-U，當(dāng)u>u時(shí)使V斷，V通，u=0，虛線u*rc 3 4 od rc 3 4 o of表示u的基波分量°波形見(jiàn)圖4.2.1(b)°o雙極性PWM控制方式(單相橋逆變)：在u半個(gè)周期，三角波載波有正有負(fù)，所得PWM波也有正有負(fù)°在u—周期，rr輸出PWM波只有士U兩種電平，仍在調(diào)制信號(hào)u和載波信號(hào)u的交點(diǎn)控制器件通斷°drc

u正負(fù)半周，對(duì)各開(kāi)關(guān)器件的控制規(guī)律相同，當(dāng)u>u時(shí)，給V和V4導(dǎo)通信號(hào)，給rrc1V2和V3關(guān)斷信號(hào)，如i>0，V和V4通，如i<0，VD和VD通，u=U，當(dāng)u<u時(shí)，o 1 o 1 4 od rc給V2和V3導(dǎo)通信號(hào)，給V和V4關(guān)斷信號(hào)，如i<0，V2和V3通，如i>0，VD和VDo o 2 3通，u=-U,。波形見(jiàn)圖4.2.1(c)。od信號(hào)波載波信號(hào)波載波vd3圖4.2.1(a)單相橋式PWM逆變電路圖4.2.1(b)單極性PWM控制方式波形圖4.2.1(c)雙極性PWM控制方式波形4.2.2異步調(diào)制和同步調(diào)制載波比載波頻率f與調(diào)制信號(hào)頻率f之比5N=f/f。根據(jù)載波和信號(hào)波c r cr是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式分為異步調(diào)制和同步調(diào)制：1、 異步調(diào)制異步調(diào)制——載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不同步的調(diào)制方式。通常保持f固定不變5當(dāng)f變化時(shí)5載波比N是變化的。在信號(hào)波的半周期5crPWM波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定5正負(fù)半周期的脈沖不對(duì)稱5半周期前后1/4周期的脈沖也不對(duì)稱。當(dāng)f較低時(shí)5N較大5—周期脈沖數(shù)較多5脈沖不對(duì)稱的不利r影響都較小5當(dāng)f增高時(shí)5N減小5—周期的脈沖數(shù)減少5PWM脈沖不對(duì)稱的影響就r變大。因此5在采用異步調(diào)制方式時(shí)5希望采用較高的載波頻率5以使在信號(hào)波頻率較高時(shí)仍能保持較大的載波比。2、 同步調(diào)制同步調(diào)制一一N等于常數(shù)5并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步。基本同步調(diào)制方式5f變化時(shí)N不變5信號(hào)波一周期輸出脈沖數(shù)固定。三相5公r用一個(gè)三角波載波5且取N為3的整數(shù)倍5使三相輸出對(duì)稱。為使一相的PWM波正負(fù)半周鏡對(duì)稱5N應(yīng)取奇數(shù)。當(dāng)N=9時(shí)的同步調(diào)制三相PWM波形如圖4.2.2(a)所示。f很低時(shí)5fC也很低5由調(diào)制帶來(lái)的諧波不易濾除5f很高時(shí)5fc會(huì)過(guò)高5使rr開(kāi)關(guān)器件難以承受。為了克服上述缺點(diǎn)5可以采用分段同步調(diào)制的方法。3、 分段同步調(diào)制

把f圍劃分成若干個(gè)頻段，每個(gè)頻段保持N恒定，不同頻段N不同。在f高的

rr頻段采用較低的N，使載波頻率不致過(guò)高，在fr低的頻段采用較高的N，使載波頻率不致過(guò)低。圖4.2.2(b)，分段同步調(diào)制一例。為防止fc在切換點(diǎn)附近來(lái)回跳動(dòng)，采用滯后切換的方法。同步調(diào)制比異步調(diào)制復(fù)雜，但用微機(jī)控制時(shí)容易實(shí)現(xiàn)?？稍诘皖l輸出時(shí)采用異步調(diào)制方式，高頻輸出時(shí)切換到同步調(diào)制方式，這樣把兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，和分段同步方式效果接近。第五章電力變換電路介紹5.1整流電路整流電路把交流電壓變換為單極性電壓的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)、電解、電鍍等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成。20世紀(jì)70年代以后，主電路多用硅整流二極管和晶閘管組成。濾波器接在主電路與負(fù)載之間，用于濾除脈動(dòng)直流電壓中的交流成分。變壓器設(shè)置與否視具體情況而定。變壓器的作用是實(shí)現(xiàn)交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網(wǎng)與整流電路之間的電隔離（可減小電網(wǎng)與電路間的電干擾和故障影響）。整流電路是電力電子電路中最早出現(xiàn)的一種，它將交流電變?yōu)橹绷麟?，?yīng)用十分廣泛，電路形式各種各樣。按其組成器件可分為不控整流電路、半控整流電路和全控整流電路。其中，半控整流電路和全控整流電路按其控制方式又可分為相控整流電路和斬波整流電路（見(jiàn)電力電子電路）。相控整流電路由于采用電網(wǎng)換相方式，不需要專門的換相電路，因而電路簡(jiǎn)單、工作可靠，得到廣泛應(yīng)用。但相控整流電路在控制用a較大時(shí)，功率因數(shù)較低，網(wǎng)側(cè)電流諧波含量較大。因而在大功率調(diào)速傳動(dòng)中，低速運(yùn)行時(shí)，采用斬控整流電路可解決功率因數(shù)變壞的問(wèn)題。按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路，按交流輸入相數(shù)分為單相電路和多相電路，按變壓器二次側(cè)電流的方向是單相或雙相，又分為單拍電路和雙拍電路；實(shí)用電路是上述的組合結(jié)構(gòu)。5.1.1橋式不可控整流電路如圖5.1.1所示橋式整流器是利用二極管的單向?qū)ㄐ赃M(jìn)行整流的最常用的電路，常用來(lái)將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟蚴秸魇菍?duì)二極管半波整流的一種改進(jìn)。半波整流利用二極管單向?qū)ㄌ匦裕谳斎霝闃?biāo)準(zhǔn)正弦波的情況下，輸出獲得正弦波的正半部分，負(fù)半部分則損失掉。橋式整流器利用四個(gè)二極管，兩兩對(duì)接。輸入正弦波的正半部分是兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出；輸入正弦波的負(fù)半部分時(shí)，另兩只管導(dǎo)通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對(duì)輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。橋式整流是交流電轉(zhuǎn)換成直流電的第一個(gè)步。橋式整流器是由多只整流二極管作橋式連接，外用絕緣朔料封裝而成，大功率橋式整流器在絕緣層外添加金屬殼包封，增強(qiáng)散熱。橋式整流器品種多，性能優(yōu)良，整流效率高，穩(wěn)定性好，

圖5.1.1橋式整流器5.1.2單相橋式全控整流電路1、帶負(fù)載時(shí)的工作情況在圖5.1.2(a)所示的單相橋式全控整流電路中，晶閘管VT］和VT4組成一對(duì)橋臂，VT2和VT3組成另一對(duì)橋臂。在u2正半周(即a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位)，若4個(gè)晶閘管均不導(dǎo)通，負(fù)載電流i為零，U也為零，VT、VT串聯(lián)承受電壓u，設(shè)VT和VTd d l 4 2 l 4的漏電阻相等，則各承受u2的一半。若在觸發(fā)角a處給VT杠口VT4加觸發(fā)脈沖，VT］和VT4即導(dǎo)通，電流從電源a端經(jīng)VT］、R、VT4流回電源b端。當(dāng)u2過(guò)零時(shí)，流經(jīng)晶閘管的電流也降到零，VT］和VT4關(guān)斷。在U負(fù)半周，仍在觸發(fā)角a處觸發(fā)VT和VT(VT和VT的a=0位于wt=n處)，2323VT。和VT。導(dǎo)通，電流從電源b端流出，經(jīng)VT。、R、VT。流回電源a端。到u過(guò)零時(shí)，23322電流又降為零，VT2和VTg關(guān)斷。此后又是VT］和VT4導(dǎo)通，如此循環(huán)地工作下去，整流電壓U和晶閘管VT’和VT,兩端電壓波形分別如圖5.1.2(b)所示。d 1 4由于在交流電源的正負(fù)半周都有整流輸出電流流過(guò)負(fù)載，故該電路為全波整流。在u2—個(gè)周期，整流電壓波形脈動(dòng)2次，脈動(dòng)次數(shù)多于半波整流電路，該電路屬于雙脈沖整流電路。變壓器二次繞組中，正負(fù)兩個(gè)半周電流方向相反且波形對(duì)稱，平均值為零，即直流分量為零，如圖5.1.2(b)所示，不存在變壓器直流磁化問(wèn)題，變壓器繞組的利用率也高。2、帶阻感負(fù)載的工作情況電路圖如圖5.1.2(c)所示。為便于討論假設(shè)電路已工作于穩(wěn)態(tài)。在u2正半周期，觸發(fā)角a處給晶閘管VT］和VT4加觸發(fā)脈沖使其開(kāi)通，ud=u2。負(fù)載中有電感存在使負(fù)載電流不能突變，電感對(duì)負(fù)載電流起平波作用，假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流i連續(xù)且波形近似為一水平線，其波形如圖5.1.2(d)所示。u9過(guò)零d2變負(fù)時(shí)，由于電感的作用晶閘管VT］和VT4中仍流過(guò)電流id，并不關(guān)斷。至wt=n+a時(shí)刻，給VT和VT加觸發(fā)脈沖，因VT和VT本已承受正電壓，故兩管導(dǎo)通。VT和VT232323導(dǎo)通后，u通過(guò)VT和VT分別向VT和VT施加反壓使VT和VT關(guān)斷，流過(guò)VT和VT2 2 3 1 4 1 4 1 4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT。和VT上，此過(guò)程稱為換相，亦即換流。至下一周期如此循環(huán)23下去，u波形如圖5.1.2(d)所示。d逆變電路與整流相對(duì)應(yīng)，把直流電變成交流電稱為逆變。當(dāng)交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)接有電源時(shí)，稱為有源逆變；當(dāng)交流側(cè)直接和負(fù)載連接時(shí)，稱為無(wú)源逆變。逆變電路的應(yīng)用非常廣泛，在已有的各種電源中，蓄電池、干電池、太陽(yáng)能電池等都是直流電源，當(dāng)需要這些電源向交流負(fù)載供電時(shí)，就需要逆變電路。另外，交流電機(jī)調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應(yīng)加熱電源等電力電子裝置使用非常廣泛，其電路的核心部分都是逆變電路。變流電路在工作過(guò)程中不斷發(fā)生電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路的轉(zhuǎn)移，這就是換流。換流方式在逆變電路中有突出的地位。逆變電路可以從不同的角度進(jìn)行分類。如可以按換流方式分，按輸出的相數(shù)分，也可按直流電源的性質(zhì)分。若按直流電源的性質(zhì)分，可分為電壓型和電流型兩大類。5.2.1逆變電路的基本工作原理以圖5.2.1(a)的單相橋式逆變電路為例說(shuō)明其最基本的工作原理。圖中S1-S4是橋式電路的4個(gè)橋臂，它們由電力電子器件及其輔助電路組成。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S4閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，負(fù)載電壓U0為正；當(dāng)開(kāi)關(guān)SI、S4斷開(kāi)，S2、S3閉和時(shí)，U0為負(fù)，其波形如圖5.2.1(b)所示。這樣就把直流電變成了交流電，改變兩組開(kāi)關(guān)的切換頻率，即可改變輸出交流電的頻率。這就是逆變電路最基本的工作原理。當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí)，負(fù)載電流i0和電壓u0的波形形狀相同，相位也相同。當(dāng)負(fù)載為阻感時(shí)，i0相位滯后于u0，兩者波形的形狀也不同，圖5.2.1(b)給出的就是阻感負(fù)載時(shí)的i0波形。設(shè)t］時(shí)刻以前S］、S4導(dǎo)通，u0和i0均為正。在t］時(shí)刻斷開(kāi)SjSj同時(shí)合上S9、S，則u的極性立刻變?yōu)樨?fù)。但是，因?yàn)樨?fù)載中有電感，其電流方向不2 3 0能立刻改變而仍維持原方向。這時(shí)負(fù)載電流從直流電源負(fù)極流出，經(jīng)S、負(fù)載和&23流回正極，負(fù)載電感中儲(chǔ)存的能量向直流電源反饋，負(fù)載電流逐漸減小，到t2時(shí)刻降為零，之后i0才反向并逐漸增大。S2、S3斷開(kāi)，S］、S4閉合時(shí)的情況類似。上面是S］?S4均為理想開(kāi)關(guān)時(shí)的分析，實(shí)際電路的工作過(guò)程要復(fù)雜一些。圖5.2.1(a)單相逆變電路(b)波形圖5.2.2電壓型逆變電路圖5.2.2(a)所示電路是電壓型逆變電路，其特點(diǎn)主要是(D直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。(2)由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。(3)當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。它共有4個(gè)橋臂，可以看成由兩個(gè)半橋電路組合而成。把橋臂］和4作為一對(duì)，橋臂2和3作為另一隊(duì)，成對(duì)的兩個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通，兩對(duì)交替各導(dǎo)通］800。在阻感負(fù)載時(shí)，還可以采用移相的方式來(lái)調(diào)節(jié)逆變電路的輸出電壓，這種方式稱為移相調(diào)壓。移相調(diào)壓實(shí)際上就是調(diào)節(jié)輸出電壓脈沖的寬度。在圖2.2.2(b)的單相全橋逆變電路中，各IGBT的柵極信號(hào)仍是］800正偏，］800反偏，并且V】和V2的柵極信號(hào)互補(bǔ)，V3和V4的柵極信號(hào)互補(bǔ)，但V3的基極信號(hào)不是比V】落后］800，而是只落后&(0〈&〈］800〉。也就是說(shuō)，V3、V4的柵極信號(hào)不是分別和V2、V】的柵極信號(hào)同相位，而是前移了】800-&。這樣，輸出電壓U0就不再是正負(fù)各為】800的脈沖，而是正負(fù)各為&的脈沖，各IGBT的柵極信號(hào)U-U及輸出電壓u、輸出電流i的波形如圖5.2.2G］G4 0 0(b)所示，下面對(duì)其工作過(guò)程進(jìn)行具體分析。設(shè)在□時(shí)刻前V］和V4導(dǎo)通，輸出電壓U0為Ud，t］時(shí)刻V3和V4柵極信號(hào)反向，V截止，而因負(fù)載電感中的電流i不能突變，V不能立刻導(dǎo)通，vd導(dǎo)通續(xù)流。因?yàn)? 0 3 3V和VD同時(shí)導(dǎo)通，所以輸出電壓為零。到t時(shí)刻V和V柵極信號(hào)反向，V截止，而32121V不能立刻導(dǎo)通，VD導(dǎo)通續(xù)流，和VD構(gòu)成電流導(dǎo)通，輸出電壓-U。到負(fù)載電流過(guò)零23d并開(kāi)始反向時(shí)，VD和VD截止，V和V開(kāi)始導(dǎo)通，U仍為-U。t時(shí)刻V和V柵極信23230d334號(hào)再次反向，V3截止，而V4不能立刻導(dǎo)通，VD4導(dǎo)通續(xù)流，U0再次為零。以后的過(guò)程和前面類似。這樣，輸出電壓U0的正負(fù)脈沖寬度就各為&。改變&，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。在純電阻負(fù)載時(shí)，采用上述移相方法也可以得到相同的結(jié)果，只是VD］?VD4不再導(dǎo)通，不起續(xù)流作用。在u0為零的期間，4個(gè)橋臂均不導(dǎo)通，負(fù)載也沒(méi)有電流。顯然，上述移相調(diào)壓方式并不適用于半橋逆變電路。不過(guò)在純電阻負(fù)載時(shí)，仍可采用改變正負(fù)脈沖寬度的方法來(lái)調(diào)節(jié)半橋逆變電路的輸出電壓。這時(shí)，上下兩橋臂的柵極信號(hào)不再是各1800正偏、1800反偏并且互補(bǔ)，而是正偏的寬度為&、反偏的寬度為3600-&，二者相位差1800。這時(shí)輸出電壓uo也是正負(fù)脈沖的寬度各位&。圖5.2.2(a)單相全橋逆變電路 (b)波形圖第六章ZVS-PWM全橋移相開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)6.1電路圖設(shè)計(jì)TOC\o"1-5"\h\z由VD］、VD2、VD3、VD4組成全橋整流電路，其中L1>L2>C2>c3是濾波電路。由VT］、VT、VT、VT組成全橋逆變電路，圖6.1中C、C、C、C和變壓器漏感組成諧振電路，2 3 4 6 7 8 9在逆變開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生零電壓軟開(kāi)關(guān)。在逆變器輸出負(fù)載回路中，串入電流互感器t2檢測(cè)負(fù)載電流，用于過(guò)電流保護(hù)。輸出變壓器的二次側(cè)整流電路由VD、VD“、Lq、C“、9 10 3 10R2組成。由T2、R3、CjCjVDR］、VDR2、VDR3、VDRjC13、C14、VSjRP】組成過(guò)電流檢測(cè)電路，Rq將互感器T的交流電流變成交流電壓，經(jīng)VDR整流變換成直流電壓，經(jīng)C、2 13C14濾波，變成平穩(wěn)的直流電壓，在VS］、RP1上形成閾值電壓，當(dāng)電流超過(guò)閾值時(shí)，VS1被擊穿，RP上產(chǎn)生高電平，經(jīng)R連接到UC3875的5腳過(guò)電流封鎖。由VS>VS^>Rn>R、1 8 2 3 30 31R32、RP2、RP3、U］組成輸出電壓檢測(cè)電路，VS2是穩(wěn)壓電路，U］是線性光耦合電路，工作在線形放大狀態(tài)。當(dāng)輸出電壓偏高時(shí)，光耦電路的輸出電流增大，在RPq上的電壓3增加；當(dāng)輸出電壓偏低時(shí)，光耦的輸出電流減少，在RP上的電壓降低。3UC3875是設(shè)計(jì)移相零電壓諧振PWM開(kāi)關(guān)電源的控制器件，它可對(duì)全橋開(kāi)關(guān)的相位進(jìn)行相位移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)全橋功率級(jí)定頻脈寬調(diào)制控制。通過(guò)功率開(kāi)關(guān)器件的輸出電容充、放電，在輸出電容充、放電結(jié)束（即電壓為零）時(shí)實(shí)現(xiàn)零電壓導(dǎo)通。有關(guān)UC3875的功能結(jié)束請(qǐng)參見(jiàn)第三章相關(guān)容。相位控制的特點(diǎn)體現(xiàn)在UC3875的4個(gè)輸出端分別驅(qū)動(dòng)A/B、D/C兩個(gè)半橋，可單獨(dú)進(jìn)行導(dǎo)通延時(shí)（即死區(qū)時(shí)間）的控制，在該死區(qū)時(shí)間確保下一個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件的輸出電容放電完畢，為即將導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)器件提供電壓導(dǎo)通條件。在全橋模式下，移相控制的優(yōu)點(diǎn)得到充分體現(xiàn)。6.2電路圖原理1）輸入整流電路AC是交流電源，TH］是熱敏電阻，當(dāng)電流突然增大，電流經(jīng)過(guò)熱敏電阻必然發(fā)熱，從而它電阻也增大，起到保護(hù)電路的目的。F］是保護(hù)電阻，當(dāng)電流過(guò)大是F］熔斷，保護(hù)電路。q起電容濾波作用，電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的倉(cāng)庫(kù)。在電路中，當(dāng)有電壓加到電容器兩端的時(shí)候，便對(duì)電容器充電，把電能儲(chǔ)存在電容器中；當(dāng)外加電壓失去（或降低）之后，電容器將把儲(chǔ)存的電能再放出來(lái)。充電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸升高，直到接近充電電壓；放電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸降低，直到完全消失。電容器的容量越大，負(fù)載電阻值越大，充電和放電所需要的時(shí)間越長(zhǎng)。這種電容帶兩端電壓不能突變的特性，正好可以用來(lái)承擔(dān)濾波的任務(wù)。L1'C2'L2>C3是LC濾波電路，其濾波效能很高，幾乎沒(méi)有直流電壓損失，適用于負(fù)載電流較大、要求紋波很小的場(chǎng)合。圖6.1ZVSPWM全橋移相開(kāi)關(guān)電源圖VDjVD2、VD3、VD4組成不可控整流電路，當(dāng)C4上的電壓上正下負(fù)時(shí)，電流通過(guò)

VD1、C、VD回路流通，此時(shí)C上正下負(fù)；當(dāng)C,上的電壓上負(fù)下正時(shí)，電流通過(guò)VD、1 5 4 5 4 3C、vd回路流通，此時(shí)C同樣是上正下負(fù)。故C上的交流壓電通過(guò)不可控整流電路5254轉(zhuǎn)化為直流電壓。（2）全橋逆變電路C上的直流電通過(guò)由VT’、VT、VT、VT,、VD、VDr、VD7、VD、VDo、VD“、C、C、51234567891067C、C組成的移相控制全橋逆變電路。C作為輸入電壓，VT（i=1、2、3、4）為第i個(gè)8 9 5 i參數(shù)相同的功率MOS開(kāi)關(guān)管。VDr、VDr、VD7、VD和C、C?、C、C為相應(yīng)的體二極管56786789和輸出結(jié)電容，功率開(kāi)關(guān)管的輸出結(jié)電容和輸出變壓器的漏電感T2作為諧振元件，使4個(gè)開(kāi)關(guān)管依次在零電壓下導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)恒頻軟開(kāi)關(guān)。VT杠口VT2構(gòu)成超前臂，VT3和VT4構(gòu)成滯后臂。為了防止橋臂直通短路，VT］和VT2,VT3和VT4之間人為地加入了死區(qū)時(shí)間At，它是根據(jù)開(kāi)通延時(shí)和關(guān)斷不延時(shí)原則來(lái)設(shè)置同一橋臂死區(qū)時(shí)間。VT】和VT4，VT和VT之間的驅(qū)動(dòng)信號(hào)存在移相角a，通過(guò)調(diào)節(jié)a角的大小，可調(diào)節(jié)輸出電壓的23圖6.2移相全橋電路工作波形各工作模態(tài)分析：在t之前，VT和VT已導(dǎo)通，在（t0-tl）維持VT和VT導(dǎo)通，VT和VT截止。電0 l 4 1 4 2 3容C?和C被輸入電源充電。變壓器原邊電壓為V.，功率由變壓器原邊傳送到負(fù)載。7 8 in在功率輸出過(guò)程中，軟開(kāi)關(guān)移相控制全橋電路的工作狀態(tài)和普通PWM硬開(kāi)關(guān)電路相同。tl-tl':超前臂在死區(qū)時(shí)間的諧振過(guò)程。加到VT】上的驅(qū)動(dòng)脈沖變?yōu)榈碗娖接?xùn)人由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?。電容C和C迅速分別充放電，與等效電感串聯(lián)諧振，在諧振結(jié)束67前（t2之前），使前臂中心電壓快速降低到-0.7V，使VDg立即導(dǎo)通，為VT2的零電壓導(dǎo)通作好準(zhǔn)備。tl'-t3:原邊電流止半周箝位續(xù)流過(guò)程。VT2在驅(qū)動(dòng)脈沖變?yōu)楦唠娖胶髮?shí)現(xiàn)了零電壓導(dǎo)通，由于vd已提前提供了原邊電流的左臂續(xù)流回路，雖然兩臂中點(diǎn)電壓為零，6但原邊電流仍按原方向繼續(xù)流動(dòng)，逐步衰減。t3-14:VT4關(guān)斷后滯后臂諧振過(guò)程，t3時(shí)加到VT4的驅(qū)動(dòng)脈沖電壓變?yōu)榈碗娖剑瑅t由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，原邊電流失去主要通道。C和C開(kāi)始充放電，與諧振電感串聯(lián)8 9諧振°VD導(dǎo)通續(xù)流，為VT的零電壓導(dǎo)通作好準(zhǔn)備。原邊電流以最大變化率從正峰值73急速下降°t4-15:電感儲(chǔ)能回送電網(wǎng)期。t4時(shí)刻VD7已導(dǎo)通續(xù)流，下沖的電流經(jīng)VD7返回到電源，補(bǔ)償了電網(wǎng)在全橋電路上的功耗。滯后臂死區(qū)時(shí)間應(yīng)該在該時(shí)間段結(jié)束。原邊電流下沖到零點(diǎn)。15-16:原邊電流下沖過(guò)零后開(kāi)始負(fù)向增大。VT和VT都已導(dǎo)通，形成新的電流23回路，開(kāi)始新的功率輸出過(guò)程。但副邊兩整流二極管正是同時(shí)導(dǎo)通和急劇變換的過(guò)程，副邊電壓被箝位在低電平，出現(xiàn)占空比丟失過(guò)程。因此滯后臂死區(qū)時(shí)間設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。至下一周期重復(fù)上述過(guò)程，如此循環(huán)下去，實(shí)現(xiàn)零電壓逆變。（3） 輸出整流濾波電路輸出變壓器的二次側(cè)采用單相全波不可控整流電路，產(chǎn)生U0輸出電壓。變壓器人帶中心抽頭，當(dāng)片上正下負(fù)時(shí)，VD9工作，變壓器二次側(cè)繞組上半部分流過(guò)電流。當(dāng)T上負(fù)下正時(shí)，VD“工