雙管正激式零電壓轉(zhuǎn)換－脈寬調(diào)制高頻軟開關(guān)功率變換器的工作原理

介紹了一種雙管正激式零電壓轉(zhuǎn)換－脈寬調(diào)制高頻軟開關(guān)功率變換器的工作原理。分析了變換器的工作過程,給出了一個開關(guān)周期中的等效電路和主要的開關(guān)波形。提出了軟開關(guān)實現(xiàn)辦法，討論了這種軟開關(guān)變換器的不足，提出了改進(jìn)方法。利用這種軟開關(guān)技術(shù)研制了一臺航空蓄電池充電器，給出了充電器的控制系統(tǒng)框圖,介紹了充電器的工作原理。最后給出了運行波形和實驗結(jié)果。
關(guān)鍵詞：軟開關(guān)；硬開關(guān)；脈寬調(diào)制；蓄電池；充電機??
中圖分類號:? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:? 文章編號：??

0??? 引言

??? 隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,高頻開關(guān)電源的應(yīng)用越來越廣泛。提高功率器件的開關(guān)頻率,可改善裝置的輸入輸出特性,減小體積和重量，所以高頻功率變換器受到人們的青睞。但開關(guān)頻率的提高也帶來了不利的影響，通常器件在脈寬調(diào)制（PWM）硬開關(guān)工作方式下，開關(guān)損耗正比于開關(guān)頻率[1]。當(dāng)開關(guān)頻率提高時,開關(guān)損耗增加,導(dǎo)致散熱器體積和重量增大,效率降低。尤其當(dāng)功率器件在高電壓、大電流場合下作高頻運行時,開關(guān)損耗會變得相當(dāng)嚴(yán)重，同時也帶來嚴(yán)重的電磁干擾。為了解決高頻運行時開關(guān)損耗和電磁干擾的問題，目前有準(zhǔn)諧振電路、零開關(guān)脈寬調(diào)制（PWM）電路、零轉(zhuǎn)換脈寬調(diào)制（PWM）電路等幾種軟開關(guān)電路[2]。準(zhǔn)諧振電路和零開關(guān)脈寬調(diào)制（PWM）電路的諧振環(huán)節(jié)是串聯(lián)在主電路中，使得功率器件的電壓、電流應(yīng)力較大。零轉(zhuǎn)換脈寬調(diào)制（PWM）電路的諧振環(huán)節(jié)與主開關(guān)管并聯(lián)，因此輸入電壓和輸出電流對電路諧振過程的影響小，電路在很寬的輸入電壓和輸出電流范圍內(nèi)都可實現(xiàn)軟開關(guān)，大大降低了電路中無功功率的交換，提高了效率。本文介紹了一種雙管正激式零電壓轉(zhuǎn)換－脈寬調(diào)制（ZVT－PWM）功率變換器，并將其應(yīng)用于航空蓄電池充電器。