1、3.9 具有中間交流環(huán)節(jié)(DC/AC-AC/DC）的直流電源,9.4.1 半橋型DC/AC-AC/DC直流電源 9.4.2 全橋型DC/AC-AC/DC直流電源,3.9.1 半橋型DC/AC-AC/DC直流電源,前級(jí)DC/AC半橋高頻逆變，經(jīng)高頻變壓后，再經(jīng)二極管全波整流。 正半周DTS期間T1通態(tài)，負(fù)半周DTS期間T2通態(tài)。,圖9.6(a) (b) (c) (d),占空比： 0D0.5 D=Ton / Ts,輸出電壓平均值：,3.9.1 半橋型DC/AC-AC/DC直流電源,在正半周T1 導(dǎo)電時(shí)，iD3=iL線性上升，隨后期間i1=0，iL由D3、D4分流。 在負(fù)半周T2 導(dǎo)電時(shí)，iD4=i

2、L線性上升，隨后期間i1=0，iL由D3、D4分流。,圖9.6(a) (d) (e) (f),T1on T2on 時(shí)C1、C2充、放電時(shí)間不等，使VC1 VC2,3.9.1 半橋型DC/AC-AC/DC直流電源,3.9.1 半橋型DC/AC-AC/DC直流電源,穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，一個(gè)開關(guān)周期Ts中，12=0故有,T1on期間C1放電，C2充電， T2on期間C2放電，C1充電。 若T1onT2on，則C1放電時(shí)間短，充電時(shí)間長。最初VC1=VC2，經(jīng)過幾個(gè)周期將使VC1高于VC2，直到 VC1T1on=VC2T2on 達(dá)到平衡，VC1、VC2平均值固定不變。,物理上，,一個(gè)開關(guān)周期Ts中，N1上外加

3、電壓直流分量等于0（正負(fù)面積相等），直流電流為0，無直流磁化電流。,3.9.1 半橋型DC/AC-AC/DC直流電源,指vAB在一個(gè)周期中無直流電壓，不會(huì)在N1中產(chǎn)生直流電流偏磁，無直流磁化。,3.9.2 全橋型DC/AC-AC/DC直流電源,圖(b)： 正半周Ton期間，T1、T4同時(shí)導(dǎo)通，D5、D8導(dǎo)通 負(fù)半周Ton期間，T2、T3同時(shí)導(dǎo)通，D6、D7導(dǎo)通,3.9.2 全橋型DC/AC-AC/DC直流電源,若T1on T2on 則VAB中有直流分量，變壓器直流偏磁。 加隔直電容C使VAB中的直流分量落在C上（f = 0，XC=），則N1上只有交流電壓分量，變壓器無直流磁化。,3.10 移相

4、全橋零電壓開關(guān)DC/AC-AC/DC變換器,3.10.1 電路特點(diǎn) 3.10.2 一個(gè)周期的開關(guān)過程 3.10.3 開關(guān)器件零電壓開通條件 3.10.4 變壓器二次繞組及二極管導(dǎo)電情況 3.10.5 電壓（占空比）丟失情況,3.10.1 電路特點(diǎn),與硬開關(guān)全橋變換器的共同點(diǎn)： 單相全橋單脈波PWM逆變，高頻變壓器變壓隔離，半波不控整流，LC濾波輸出； T1、T2、T3、T4脈寬相同； 與硬開關(guān)全橋變換器的區(qū)別： 增設(shè)了諧振電感Lr和四個(gè)并聯(lián)電容C1C4； 在控制時(shí)序上T1與T2、T3與T4互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，有死區(qū)td； T1比T4驅(qū)動(dòng)超前t，T2比T3驅(qū)動(dòng)超前t，T1、T2稱為超前橋臂，T3、T4稱為

5、滯后橋臂。,3.10.1 電路特點(diǎn)（續(xù)）,死區(qū)角d=td，移相角=t，脈寬=-d-； d =0， =0，=方波 d 0 ， 0則,可見移相角決定輸出電壓的大小，移相角越大，輸出電壓越小,3.10.2 一個(gè)周期的開關(guān)過程,1.所有二極管、開關(guān)管通態(tài)等效電阻為零，斷態(tài)等效電阻無窮大 2.變壓器為理想變壓器，變比為KN1/N2，忽略勵(lì)磁電流 3.直流濾波電感折算到一次側(cè)的等效電感為K2LfLr, 電容C1C2，C3C4 4.直流濾波電感極大，因而電感電流If波動(dòng)不大，近似直流,為了簡化分析，假定：,第1階段，起始時(shí)刻t0以前，T1、T4、D5導(dǎo)通，電感Lr上的電流ip =If/K 從t0時(shí)刻起關(guān)斷T

6、1，ip從T1轉(zhuǎn)到C1、C2，C1以ip/2充電到VD， C2以ip/2放電到0 ， ip衰減很少，可求得該階段持續(xù)時(shí)間t01:,3.10.2 一個(gè)周期的開關(guān)過程（續(xù)1）,第2階段，t1t3,保持vC2=0，直到t=t 3時(shí)刻關(guān)斷T4。,t0t1 從t0時(shí)T1關(guān)斷開始到t1時(shí)C2放電到零，vC2=0，此后ip經(jīng)D2續(xù)流。,只要死區(qū)時(shí)間tdt01=t1-t0（2C2VD/I0）就可在t2點(diǎn)零電壓開通T2。,3.10.2 一個(gè)周期的開關(guān)過程（續(xù)2）,第3階段， t3t4 ,軟關(guān)斷T4 ， C4充電，C3放電，T2已開通，D2仍續(xù)流ip，等值電路為圖(c)。,3.10.2 一個(gè)周期的開關(guān)過程（續(xù)3）

7、,C3以ip/2放電， C4以ip/2充電，到t4時(shí)vC3=0，此后 D3導(dǎo)電，為T3零電壓開通創(chuàng)造條件。,由于D5、D6同時(shí)導(dǎo)通，因此變壓器一、二次側(cè)繞組電壓為零，相當(dāng)于BD短路。,在此階段vAB0,第3階段 t3t4期間，C3放電到零， 到t4時(shí)vC3=0 ，D3導(dǎo)電，可求得：,(c),3.10.2 一個(gè)周期的開關(guān)過程（續(xù)3）,3.10.2 一個(gè)周期的開關(guān)過程（續(xù)4）,第4階段： t4t6期間,(c) (e),t= t4時(shí)C3放電到零，這時(shí)要,必須,此后經(jīng)D3、VD、D2續(xù)流， ip在t6時(shí)下降為零， 在t4t6期間,vC30，T3可實(shí)現(xiàn)零電壓開通，條件是: td t34。,3.10.2

8、一個(gè)周期的開關(guān)過程（續(xù)5）,(a) (e),t6時(shí)ip=0 T2、T3都是通態(tài)，從t6開始，電源VD經(jīng)T3、N1、T2 建立負(fù)半波電流，直到t=t7時(shí)達(dá)到負(fù)載對(duì)應(yīng)的,D5、D6同時(shí)導(dǎo)電期間vO=0 。,第5階段: t6t7期間,3.10.2 一個(gè)周期的開關(guān)過程（續(xù)6）,第6階段 t7t8 。t=t7以后ip=0 ，T2、T3已處于負(fù)半周通態(tài)，經(jīng)D6向負(fù)載供電； 此后，在t=t8時(shí)撤除vG2，T2軟關(guān)斷，結(jié)束從t0-t8半個(gè)周波。從t0開始 T1軟關(guān)斷， T2零電壓開通， T4軟關(guān)斷，T3零電壓開通，T2軟關(guān)斷，完成半個(gè)周波工況。從t8-t16另半個(gè)周波的工況類似。,圖9.8 (a) (d) (

9、e),3.10.3 開關(guān)器件零電壓開通條件,1.要超前橋臂T2（T1）零電壓開通必須,在tfi 期間,問題：為什么超前橋臂T1、T2實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)比較容易？ 原因：在C1充電、C2放電過程中，ip較大且恒定不變（等效電感LLrK2Lf很大），因此C2迅速放電到零，時(shí)間很短，D2很快導(dǎo)電，為T2的零電壓開通創(chuàng)造了條件。,選擇C2,要使T2（T1）零電壓開通，則要求：,3.10.3 開關(guān)器件零電壓開通條件（續(xù)1）,2.要滯后橋臂T3（T4）零電壓開通必須,圖9.8 (a) (d) (e),同時(shí)要求t=t4時(shí)，,問題：為什么滯后橋臂T3、T4實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)比較困難？ 原因： 在滯后橋臂T3開通前的t

10、34期間，電流ip減小很快（在此期間變壓器短路，因此僅有諧振電感Lr提供能量), 因此電容C3放電到零的時(shí)間較長，死區(qū)時(shí)間td必須大于該時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)T3的零電壓導(dǎo)通。 （931）（933）表明，輕載時(shí)很難實(shí)現(xiàn)零電壓開通，但輕載時(shí)負(fù)載電流小，開關(guān)損耗不大，設(shè)計(jì)時(shí)可折中考慮。 如果實(shí)現(xiàn)零電壓開通所需的Lr超過變壓器漏感，則要外加串聯(lián)電感。如果開關(guān)器件的寄生電容不足以實(shí)現(xiàn)軟關(guān)斷要求，則應(yīng)另外并聯(lián)電容。,3.10.3 開關(guān)器件零電壓開通條件（續(xù)2）,3.10.4 變壓器副方繞組及二極管導(dǎo)電情況,正半周T1、T4同時(shí)通態(tài)導(dǎo)電時(shí)，N21，D5導(dǎo)電。負(fù)半周T3、T2同時(shí)通態(tài)導(dǎo)電時(shí)，N22，D6導(dǎo)電。 T4關(guān)斷后， ，同時(shí) ，T3