DC-DC全橋直流穩(wěn)壓電源變換器的原理及應(yīng)用解析
2017-10-10 11:46:32??????點擊：
首先，我們先來看一下全橋直流穩(wěn)壓電源變換器的作業(yè)原理，全橋電路結(jié)構(gòu)如下圖所示，全橋直流穩(wěn)壓電源變換器的根本作業(yè)原理是直流電壓Vin 經(jīng)過Q1、D1～Q4、D4組成的全橋開關(guān)直流穩(wěn)壓電源變換器，在高頻變壓器初級得到高頻溝通方波電壓，經(jīng)變壓器降壓，再全波整流變換成直流方波，最終經(jīng)過電感L、電容C組成的濾波器，在R上得到平直的直流電壓。全橋直流直流穩(wěn)壓電源變換器由全橋逆變器、高頻變壓器和輸出整流濾波電路組成，也歸于直流-溝通-直流直流穩(wěn)壓電源變換器。
然后，我們再來了解一下全橋DC-DC直流穩(wěn)壓電源變換器的操控方法，我們都知道，全橋直流穩(wěn)壓電源變換器實質(zhì)上有三種根本的操控方法，別離是雙極性操控、有限雙極性操控和移相操控。下面來扼要闡明幾種操控方法的差異。 我們先來學(xué)習(xí)一下雙極性操控方法，這種操控方法的開關(guān)管Q2和Q3、Q1和Q4一起注冊和關(guān)斷，兩對開關(guān)管以PWM方法替換注冊和關(guān)斷，其注冊時刻不超越半個開關(guān)周期，即它們的注冊角小于180度。當(dāng)Q1和Q4導(dǎo)通時，Q2和Q3上的電壓為Vin，反之亦然。當(dāng)四個開關(guān)管全都處在截止?fàn)顟B(tài)時，每個開關(guān)管所接受的電壓為Vin/2。由高頻變壓器的漏感與開關(guān)管結(jié)電容在開關(guān)過程中發(fā)生高頻振動所引起的電壓尖峰，當(dāng)其超越輸入電壓時，鉗位二極管Dl～D4將導(dǎo)通，使開關(guān)管兩端的電壓被約束在輸入電壓上。這種操控方法是曩昔全橋電路最根本的方法。各開關(guān)管的驅(qū)動波形和作業(yè)波形如圖所示。
學(xué)習(xí)了雙極性操控方法，我們再來了解一下有限雙極性操控方法，它的電路中同一個橋臂的兩個開關(guān)管(例如Q2，Q4)180度互補導(dǎo)通，另一個開關(guān)橋臂的兩個開關(guān)管的導(dǎo)通占空比可調(diào)。在正半周期中，Q4一向注冊，Q1只注冊一段時刻。在負半周期中，Q2一向注冊，Q3只注冊一段時刻。Q1和Q3別離在Q4 和Q2之前關(guān)斷，界說Q1和Q3組成的橋臂為超前橋臂，Q2和Q3組成的橋臂為滯后橋臂。 各開關(guān)管的驅(qū)動波形和作業(yè)波形如圖所示。
比較雙極性操控方法和有限雙極性操控方法，移相操控方法有少許的不同點，移相操控方法的每個橋臂的兩個開關(guān)管180度互補導(dǎo)通，兩個橋臂的導(dǎo)通之間相差一個相位，即所謂移相角。經(jīng)過調(diào)理移相角的巨細來調(diào)理輸出脈沖寬度，然后到達調(diào)理相應(yīng)的輸出電壓的意圖。Q1，Q3的驅(qū)動信號別離領(lǐng)先于Q4，Q2，可以界說Q1，Q3組成的橋臂為超前橋臂，Q2，Q4組成的橋臂為滯后橋臂。各開關(guān)管的驅(qū)動波形和作業(yè)波形如圖所示。
然后，我們再來了解一下全橋DC-DC直流穩(wěn)壓電源變換器的操控方法，我們都知道，全橋直流穩(wěn)壓電源變換器實質(zhì)上有三種根本的操控方法，別離是雙極性操控、有限雙極性操控和移相操控。下面來扼要闡明幾種操控方法的差異。 我們先來學(xué)習(xí)一下雙極性操控方法，這種操控方法的開關(guān)管Q2和Q3、Q1和Q4一起注冊和關(guān)斷，兩對開關(guān)管以PWM方法替換注冊和關(guān)斷，其注冊時刻不超越半個開關(guān)周期，即它們的注冊角小于180度。當(dāng)Q1和Q4導(dǎo)通時，Q2和Q3上的電壓為Vin，反之亦然。當(dāng)四個開關(guān)管全都處在截止?fàn)顟B(tài)時，每個開關(guān)管所接受的電壓為Vin/2。由高頻變壓器的漏感與開關(guān)管結(jié)電容在開關(guān)過程中發(fā)生高頻振動所引起的電壓尖峰，當(dāng)其超越輸入電壓時，鉗位二極管Dl～D4將導(dǎo)通，使開關(guān)管兩端的電壓被約束在輸入電壓上。這種操控方法是曩昔全橋電路最根本的方法。各開關(guān)管的驅(qū)動波形和作業(yè)波形如圖所示。
學(xué)習(xí)了雙極性操控方法，我們再來了解一下有限雙極性操控方法，它的電路中同一個橋臂的兩個開關(guān)管(例如Q2，Q4)180度互補導(dǎo)通，另一個開關(guān)橋臂的兩個開關(guān)管的導(dǎo)通占空比可調(diào)。在正半周期中，Q4一向注冊，Q1只注冊一段時刻。在負半周期中，Q2一向注冊，Q3只注冊一段時刻。Q1和Q3別離在Q4 和Q2之前關(guān)斷，界說Q1和Q3組成的橋臂為超前橋臂，Q2和Q3組成的橋臂為滯后橋臂。 各開關(guān)管的驅(qū)動波形和作業(yè)波形如圖所示。
比較雙極性操控方法和有限雙極性操控方法，移相操控方法有少許的不同點，移相操控方法的每個橋臂的兩個開關(guān)管180度互補導(dǎo)通，兩個橋臂的導(dǎo)通之間相差一個相位，即所謂移相角。經(jīng)過調(diào)理移相角的巨細來調(diào)理輸出脈沖寬度，然后到達調(diào)理相應(yīng)的輸出電壓的意圖。Q1，Q3的驅(qū)動信號別離領(lǐng)先于Q4，Q2，可以界說Q1，Q3組成的橋臂為超前橋臂，Q2，Q4組成的橋臂為滯后橋臂。各開關(guān)管的驅(qū)動波形和作業(yè)波形如圖所示。
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