DCM模式下四通道交错并联磁集成BDC的ZVS控制的改进方法
2020-08-14付兴武邓成成杨玉岗邱尚龙
电源学报 2020年4期
付兴武,邓成成,杨玉岗,邱尚龙
(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,葫芦岛125105)
对变换器性能和开关电源开关频率的提高,已成为开关电源的重要趋势。但是在实际应用中,开关损耗一定程度上制约了BDC开关频率的提升。ZVS控制技术显现出了自身优势,由于其可以解决晶体管导通和开关管自身的体二极管在反向恢复时所产生的损耗等问题,并且不需要添加额外的电路和元件,可以在一定程度上减小变换器的开通损耗,从而提高变换器的工作效率[1]。因此,将ZVS技术引入到变换器控制上以减小开关管的损耗,是1个有效方案[2]。由于ZVS控制BDC本身的电路结构已经很复杂,利用其拓扑结构的改变来实现ZVS控制比较棘手,因此,可通过对ZVS控制方式的改变来实现ZVS控制。本文以四通道交错并联磁集成BDC为例,研究变换器在DCM模式下ZVS控制的实现条件及其控制方式。
1 ZVS控制在四通道交错并联磁集成BDC中的分析
对四通道交错并联磁集成BDC的ZVS控制进行分析,其拓扑结构见图1。当占空比0<D<1/2时,BDC的12个工作模态分布如图2所示。图中va=VH-VL,vb=-VL;i1为流过第 1 通道电感的电流;Leqi(i=1,2,…,12)为第 i个模态下变换器的等效电感;字母a~i标示出了i1在1个时间周期内电流变化的拐点;ΔI1为第1通道电感的相电流纹波[3]。
利用模态分析的方法,得到等效电感为
式中:L为耦合电感的电感值;M为耦合电感的互感值;D为占空比。
根据每个模态下BDC的等效电感,可得各模态下第1通道的电感电流增量ΔIl1~ΔIl12,即
式中:Va为导通相绕组电压;……
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