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考慮漏感時半橋式PWM轉(zhuǎn)換器的工作原理

出處:adminabc 發(fā)布于:2008-10-06 11:33:43

  在轉(zhuǎn)換器中的變壓器實(shí)際上是存在漏感的,圖1(c)給出了變壓器具有漏感時的主要工作波形。由于變壓器有漏感,轉(zhuǎn)換器的工作原理與前面不考慮漏感時有兩點(diǎn)不同:一點(diǎn)是當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時,在電壓UAB中將出現(xiàn)-段時間的反向電壓,如圖1(c)中的陰影部分所示;另一點(diǎn)是存在占空比丟失。

  在t=Ton時刻,當(dāng)開關(guān)管V1關(guān)斷時,由于漏感的存在初級電流ip將立即轉(zhuǎn)移到二極管碭中去,此時,電壓,此電壓使輸出整流二極管DR2開始導(dǎo)通,這時輸出整流二極管DR1還在繼續(xù)導(dǎo)通。由于兩個整流二極管同時導(dǎo)通,并將變壓器次級電壓鉗在零位,則變壓器的初級電壓也為零。因此電壓,將全部加在漏感LLK,上,使電流ip線性下降。在t1時刻,電流iP下降到零,此時二極管D2關(guān)斷,UAB=0在(Ton~t1)期間的方波電壓是電流iP減小到零所必需的,一般稱為復(fù)位電壓,如圖1(c)中陰影部分所示。同樣,當(dāng)開關(guān)管吻關(guān)斷時也會出現(xiàn)反向的復(fù)位電壓。

  在t=Ts/2時刻,開關(guān)管V2開通,電壓,此時初級電流iP從零開始反向上升。由于漏感限制了它的上升率,在t=t2時刻之前,電流iP小于折算到初級的濾波電感電流。因此,變壓器初級不足以提供負(fù)載電流,此時,兩個整流二極管繼續(xù)同時導(dǎo)通,將變壓器次級電壓鉗在零位;此時,Urect=0,變壓器初級電壓也等于零,則電壓將全部加在漏感LLK上,電流iP線性反向增加。在t=t2時刻,電流iP達(dá)到整流二極管DR1關(guān)斷,濾波電感電流全部流過整流二極管DR2,此時,電壓因此,由于漏感限制了初級電流的上升率,使得雖然在(Ts/2~t2)期間,電壓  ,但Urect=0,也即次級丟失了(TS/2~t2)期間的電壓方波,如圖1(c)中的陰影部分所示。這一部分時間與TS/2的比值就是占空比Dloss

  如果開關(guān)管VI和碭的占空比為DU,則變壓器次級繞組電壓的實(shí)際占空比為

  由上面的分析可知,變壓器漏感帶來的復(fù)位電壓和占空比丟失兩個問題。復(fù)位電壓的存在,使得在電路設(shè)計時,必須要對占空比DU,進(jìn)行限制,以便留出復(fù)位電壓的時間。占空比丟失使得有效占空比伊小,為了得到所需的輸出電壓,必須減小變壓器的初、次級繞組匝數(shù)比,初、次級繞組匝數(shù)比的減小將會帶來兩個問題:一是初級電流的增加,開關(guān)管的電流峰值也要增加,使開關(guān)管的通態(tài)損耗加大;二是次級整流二極管的耐壓值要增大,為了減小復(fù)位電壓的持續(xù)時間和占空比丟失,應(yīng)在電路設(shè)計時或變壓器的繞制時,應(yīng)盡量減小漏感。

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