数字控制的移相全桥零电压变换器设计
2018-08-06姜婷婷周松林
赤峰学院学报·自然科学版 2018年6期
姜婷婷,周松林
(铜陵学院 电气工程学院,安徽 铜陵 244061)
在中大功率DC/DC变换器中一般采用全桥变换的电路结构[1-3],移相PWM控制方式因为具有很多的优良性能而应用得十分普遍,在零电压或零电流的条件下导通或关断的功率器件,由于采用了软开关技术可以大大降低开关管的损耗.在控制策略方面,常规PID电压型控制通过测量变换器输出电压实现闭环控制,López-Flores D R等人[4]采用电压型控制实现了移相全桥变换器的闭环控制,但动态响应不够迅速.
本文采用移相PWM控制结合软开关技术,实现了超前相臂和滞后相臂的软开关.另外主要介绍了电流型控制方式及数字位置式PID控制的实现,并搭建了一台100W的实验样机,经实验结果分析此方案实现零电压是可行的,且控制效果良好.
1 主电路拓扑及工作原理
移相全桥ZVS DC/DC变换器主电路结构[5,6]如图1所示.其中Q1和Q3组成超前桥臂,Q2和Q4组成滞后桥臂.C1~C4分别是Q1~Q4的谐振电容,包括寄生电容和外接电容.Lr是谐振电感,包括变压器的漏感.Q1和Q3分别超前Q4和Q2一个相位,即移相角,通过调节移相角大小可调节输出电压值[7].移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器在一个开关周期中,开关模态也有12种[8],主要波形如图2所示.

图1 移相全桥ZVS变换器主电路拓扑

图2 移相全桥ZVS波形图
移相全桥软开关变换器对角线开关管驱动信号,即Q1和Q4或Q2和Q3,两开关管之前相位差决定了移相角的大小,如图2所示,通过调节移相角来调节输出电压,让超前臂Q1或Q3上电压领先于滞后臂……
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