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双向 DC-DC 变换器简介双向 DC-DC 变换器是一种可以实现能量在两个方向上传输的电路，能够将能量从一个电源转移到另一个电源。
它在电动车、太阳能系统、电池储能系统等应用中得到广泛应用。
本文将介绍双向 DC-DC 变换器的原理、工作模式和应用。
原理双向 DC-DC 变换器通过两个独立的电感和开关器件实现能量的双向传输。
其拓扑结构常见的有升降压式和升压式两种。
在升降压式拓扑中，输入电源可以比输出电源的电压高或低；而在升压式拓扑中，输入电源的电压必须比输出电源的电压高。
下面介绍升降压式和升压式拓扑的工作原理：升降压式拓扑升降压式拓扑常用的桥式电感拓扑是最常见的升降压式拓扑。
其电路图和工作原理如下：升降压式拓扑升降压式拓扑在升降压式拓扑中，当开关 SW1 和 SW2 关闭时，电感 L1 储存电能；当 SW1和 SW2 开启时，通过二极管 D1 转移到电容 C1 上。
同样，当开关 SW3 和 SW4 关闭时，电感 L2 储存电能；当 SW3 和 SW4 开启时，通过二极管 D2 转移到电容 C2 上。
升压式拓扑升压式拓扑常用的桶式电感拓扑是最常见的升压式拓扑。
其电路图和工作原理如下：升压式拓扑升压式拓扑在升压式拓扑中，当开关 S1 关闭时，电感 L1 储存电能；当 S1 开启时，通过二极管 D1 转移到电感 L2 上。
此时，电容 C1 上的电压逐渐升高，最终达到所需的输出电压。
工作模式双向 DC-DC 变换器有三种工作模式：降压模式、升压模式和反向电流保护模式。
降压模式降压模式是指输入电压高于输出电压的情况。
在此模式下，开关器件周期性地开启和关闭，以维持输出电压在设定范围内。
当开关器件关闭时，电感和电容储存能量；而当开关器件打开时，能量从电感和电容中释放，通过二极管传递到输出端。
这个过程会不断循环，以保持输出电压稳定。
升压模式升压模式是指输入电压低于输出电压的情况。
在此模式下，开关器件周期性地开启和关闭，以提供所需的输出电压。
DC-DC电源拓扑及其工作模式讲解一、DC-DC电源基本拓扑分类：开关电源的三种基本拓扑结构有Buck、Boost、Buck-boost（反极性Boost）。
如果电感连接到地，就构成了升降压变换器，如果电感连接到输入端，就构成了升压变换器。
如果电感连接到输出端，就构成了降压变换器。
基本拓扑图如下：1.Buck2.Boost3.Buck-Boost二、DC-DC复杂拓扑结构1.反激隔离电源（FlyBack）另外有些隔离电源拓扑就是通过基本拓扑增加变压器或者变化得到的，例如反激隔离电源（FlyBack）。
2.Buck+Boost拓扑本质是用一个降压“加上”一个升压，来实现升降压。
SEPIC拓扑：集成了Boost和Flyback拓扑结构3.Cuk、Sepic、Zeta拓扑通过基本拓扑直接组合，形成了三个有实用价值的拓扑结构：Cuk、Sepic、Zeta。
Cuk的本质是Boost变换器和Buck变换器串联，Sepic的本质是Boost和Buck-Boost串联，Zeta可以看成Buck和Buck-Boost串联。
但是里面有些细节按照电流的方向在演进的过程中调整了二极管的方向，两极串联拓扑节省了复用的器件。
通过这样串联和演进，产生了新的三个电源拓扑。
同时，如果我们把同步Buck拓扑串联同步Boost可以形成四开关Buck-Boost拓扑。
4.四开关Buck-Boost拓扑同时，如果我们把同步Buck拓扑串联同步Boost可以形成四开关Buck-Boost拓扑5.反激、正激、推挽拓扑的演进利用变压器代替电感，可以把Boost演进为一个新拓扑FlyBack即反激变换器（反激的公式来看又是很像Buck-Boost，这里变压器不同于电感，也有说法会说反激是Buck-Boost变过来的）。
可以把Buck电路的开关通过一个变压器进行能量传递，就形成正激变换器。
将两个正激变换器进行并联，可以形成推挽拓扑。
正激的变压器，是直接输送能量过去，而不是像反激变压器那样传递能量。
dcdc常用电路拓扑结构
DCDC常用电路拓扑结构是现代电力转换技术中的关键部分，被广泛应用于各
种电子设备的电源系统。
DCDC转换器主要用于将直流电压转换为其他电压级别的直流电压，以满足不同电子设备对电源的需求。
以下是一些常见的DCDC电路拓
扑结构：
1. 正激式转换器：正激式转换器采用周期性开关控制，在输入电压周期性切换
时将能量传递到输出电路。
常见的正激式转换器包括Buck和Boost转换器，它们
可以将输入电压降低或提高到所需的输出电压。
2. 反激式转换器：反激式转换器也使用周期性开关控制，但是输入和输出之间
通过变压器进行能量传递。
反激式转换器在电源适配器和低功率设备中广泛使用。
3. 前馈式转换器：前馈式转换器将输入电能分配到多个转换器，以实现较高的
效率和较低的电磁干扰。
前馈式转换器适用于高功率应用，如电动汽车充电器和工业电源系统。
4. 半桥和全桥转换器：半桥和全桥转换器将高频信号应用到精确控制的开关上，以产生所需输出电压。
它们常用于数码产品和电信设备中。
需要注意的是，以上只是一些常见的DCDC电路拓扑结构，实际应用中还有更多的变种和组合。
选择适当的电路拓扑结构需要考虑功率需求、效率要求、成本和尺寸等因素，以确保电源系统的稳定性和可靠性。
dcdc boost 原理-回复DC-DC转换器（DC-DC Boost Converter）是一种电子设备，用于将直流电压转换为更高的直流电压。
它是无源元件之间能量传递的一种方式，通过改变输入电压与输出电压的关系，实现电能的有效转换和控制。
本文将详细介绍DC-DC Boost转换器的工作原理、电路拓扑结构及其控制方法。
一、工作原理：DC-DC Boost转换器的工作原理基于能量守恒定律，根据电感的蓄能和放电原理，通过控制开关管的状态，实现电能的转移与放大。
简而言之，Boost转换器通过周期性地打开和关闭开关管，将输入电压传递到电感上，并以脉冲方式将其转移到负载。
通过控制开关管的状态和脉宽，可以调整输出电压的大小。
二、电路拓扑结构：DC-DC Boost转换器通常采用一个电感、两个电容和一个开关管构成的串联电路。
开关管通常是MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）或BJT（双极型晶体管）等器件。
串联电路中，电感负责能量蓄能，可以将输入电压转换为磁能；电容则起到滤波和稳压的作用，保证输出电压的稳定性。
三、控制方法：1. 固定占空比控制：通过固定开关管的通断时间比例（占空比），调整输出电压大小。
占空比越大，输出电压越大，反之亦然。
这种方法简单易实现，但输出电压难以精确调节，因为输出电压与输入电压之间的关系是线性的。
2. 脉宽调制控制：通过调节开关管的通断时间来控制输出电压。
具体来说，当输出电压高于设定值时，降低开关管的通断时间，减小输出电压；当输出电压低于设定值时，增加开关管的通断时间，增加输出电压。
这种控制方法可以实现更精确的输出电压调节。
3. 反馈控制：通过添加反馈回路，将输出电压与设定值进行比较，并根据比较结果调整开关管的状态。
当输出电压高于设定值时，控制系统将开关管关闭；当输出电压低于设定值时，将开关管打开。
这种控制方法能够实现更精确的电压稳定性和动态响应。
四、工作过程：1. 输入电压施加到Boost转换器的输入端口，开关管处于关闭状态，电感蓄能。
buck拓扑结构工作原理Buck拓扑结构工作原理1. 引言Buck拓扑结构是一种常见的DC-DC（直流-直流）转换器拓扑结构，被广泛应用于电源管理系统中。
其工作原理基于能量的存储和转移，通过控制开关管的开关状态来调整输出电压。
2. Buck拓扑结构概述Buck拓扑结构由输入电源、开关管（开关元件）、电感、电容和负载组成。
其基本原理是在一定的开关频率下，通过调节开关管的导通和截止时间来控制输出电压的稳定性。
3. 工作原理详解当开关管导通时，输入电源的电流通过电感流向负载和电容。
此时，电容储存一部分能量，电感储存另一部分能量，并向负载提供电能。
当开关管截止时，电流路径被切断，电感的磁场会导致电流继续流向负载，从而保持输出电压的稳定性。
4. 工作原理的数学描述当开关管导通时，输入电压通过电感和电容储存能量，此时电感电流增加。
根据基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，可以得到以下公式描述开关导通时的电压和电流关系。
V_in = L(di/dt) + V_out其中，V_in为输入电压，L为电感的感值，di/dt为电流变化率，V_out为输出电压。
当开关管截止时，电感的磁场储存的能量被释放，此时电感电流减小。
同样可以根据基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，得到以下公式描述开关截止时的电压和电流关系。
V_out = -L(di/dt)其中，V_out为输出电压，L为电感的感值，di/dt为电流变化率。
通过控制开关管的导通和截止时间，可以调节电感电流的变化率，从而实现对输出电压的精确控制。
5. Buck拓扑结构的优势Buck拓扑结构具有以下优势：- 高效性：通过能量的转移和存储，减小了能量损耗，提高了能量利用效率。
- 稳定性：通过控制开关管的导通和截止时间，可以实现对输出电压的精确控制，从而保持输出电压的稳定性。
- 简单性：Buck拓扑结构由少量的元件组成，结构简单，容易实现。
6. Buck拓扑结构的应用领域Buck拓扑结构广泛应用于电源管理系统中，如：- 电池充电器- 汽车电子系统- 可穿戴设备- 通信设备7. 结论Buck拓扑结构是一种常见的DC-DC转换器拓扑结构，通过能量的存储和转移来实现对输出电压的精确控制。
buck拓扑结构工作原理Buck拓扑结构工作原理一、引言Buck拓扑结构是一种常见的直流-直流（DC-DC）转换器拓扑结构，广泛应用于电源管理系统中。
它通过将输入电压转换为稳定的输出电压，以满足电子设备对电源的要求。
本文将从Buck拓扑结构的原理入手，详细介绍其工作过程和应用。
二、Buck拓扑结构概述Buck拓扑结构由开关管、电感、电容和二极管组成。
其基本工作原理是通过开关管的周期性开关操作，控制电感和电容的充放电过程，从而实现输入电压的降压转换。
Buck拓扑结构具有高效率、稳定性好等优点，因此被广泛应用于电源管理领域。
三、Buck拓扑结构工作过程1. 开关管导通状态：当开关管导通时，电感储存能量，并将电流传输到负载和电容上。
此时，输入电压通过电感和负载之间的电流流过，负载得到稳定的输出电压。
2. 开关管截止状态：当开关管截止时，电感中储存的能量会被释放，同时二极管导通，将电感中的电流传输到负载和电容上。
此时，负载仍然可以得到稳定的输出电压。
四、Buck拓扑结构工作原理1. 电压降压：Buck拓扑结构通过开关管的周期性开关操作，将输入电压降低到所需的输出电压。
开关管导通时，输入电压通过电感和负载之间的电流流过，负载得到稳定的输出电压；而开关管截止时，电感中的能量会被释放，通过二极管传输到负载和电容上，从而维持输出电压的稳定性。
2. 脉宽调制：Buck拓扑结构中，通过调节开关管的导通时间和截止时间，可以实现不同输出电压的调节。
通常采用脉宽调制（PWM）技术，即通过改变开关管导通和截止的时间比例，来控制输出电压的大小。
当需要增大输出电压时，延长导通时间；当需要减小输出电压时，延长截止时间。
3. 控制电路：为了实现输出电压的稳定性，Buck拓扑结构通常会配备反馈控制电路。
该控制电路会根据输出电压的变化情况，自动调节开关管的导通和截止时间，以保持输出电压恒定。
常见的控制方式有电流模式控制和电压模式控制，可以根据具体应用需求进行选择。
升降压DC-DC拓扑1. 概述升降压DC-DC拓扑是一种电力转换器拓扑结构，用于将输入电压进行升压或降压转换，以适应不同电路或设备的电源需求。
该拓扑结构具有高效、可靠、稳定的特点，被广泛应用于各种电子设备和电路中。
2. DC-DC拓扑结构升降压DC-DC拓扑主要有以下几种结构：2.1 升压拓扑升压拓扑将输入电压提升到更高的输出电压。
常见的升压拓扑有Boost拓扑、Flyback拓扑和SEPIC拓扑等。
2.1.1 Boost拓扑Boost拓扑是一种基本的升压拓扑结构。
它由一个开关管、一个电感和一个输出电容组成。
工作原理是通过周期性地开关开关管，将电感储存的能量传递给输出电容，从而提升输出电压。
2.1.2 Flyback拓扑Flyback拓扑也是一种常见的升压拓扑结构。
它由一个开关管、一个电感和一个输出电容组成。
与Boost拓扑不同的是，Flyback拓扑通过储存能量在电感中，然后在开关断开时将能量传递给输出电容，从而提升输出电压。
2.1.3 SEPIC拓扑SEPIC拓扑是一种特殊的升压拓扑结构，适用于输入电压范围波动较大的应用场景。
它由两个电感、两个开关管和一个输出电容组成。
SEPIC拓扑可以实现输入电压的升压和降压转换。
2.2 降压拓扑降压拓扑将输入电压降低到更低的输出电压。
常见的降压拓扑有Buck拓扑和Buck-Boost拓扑等。
2.2.1 Buck拓扑Buck拓扑是一种基本的降压拓扑结构。
它由一个开关管、一个电感和一个输出电容组成。
工作原理是通过周期性地开关开关管，将输入电压分段传递给输出电容，从而降低输出电压。
2.2.2 Buck-Boost拓扑Buck-Boost拓扑是一种特殊的降压拓扑结构，适用于输入输出电压都可变的应用场景。
它由一个开关管、两个电感和一个输出电容组成。
Buck-Boost拓扑可以实现输入电压的降压和升压转换。
3. DC-DC拓扑的工作原理DC-DC拓扑的工作原理可以简单描述为：1.输入电压通过开关管控制，分别传递给电感或输出电容。
大功率双向DCDC变换器拓扑结构及其分析理论研究一、本文概述随着能源危机和环境污染问题的日益严重，高效、可靠的能源转换和储存技术成为了当前研究的热点。
其中，大功率双向DC/DC变换器作为连接不同电压等级直流电源的关键设备，在电动汽车、分布式能源系统、微电网等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在对大功率双向DC/DC变换器的拓扑结构及其分析理论进行深入研究，为提升变换器性能、优化系统设计提供理论支撑。
本文首先介绍了双向DC/DC变换器的基本工作原理和应用背景，阐述了研究大功率双向DC/DC变换器的重要性和现实意义。
随后，对现有的大功率双向DC/DC变换器拓扑结构进行了梳理和分类，详细分析了各类拓扑结构的优缺点及适用场景。
在此基础上，本文提出了一种新型的大功率双向DC/DC变换器拓扑结构，并对其工作原理和性能特点进行了详细阐述。
为了验证所提拓扑结构的有效性，本文建立了相应的数学模型和仿真模型，对变换器的稳态和动态性能进行了深入分析。
通过实验验证了所提拓扑结构的可行性和优越性。
本文还对大功率双向DC/DC变换器的控制策略进行了研究，提出了一种基于模糊逻辑控制的优化方法，有效提高了变换器的响应速度和稳定性。
本文对大功率双向DC/DC变换器的研究现状和发展趋势进行了展望，提出了未来研究的方向和重点。
本文的研究成果对于推动大功率双向DC/DC变换器的技术进步和应用发展具有重要的理论价值和实际意义。
二、大功率双向DCDC变换器拓扑结构大功率双向DCDC变换器在现代电力电子系统中扮演着至关重要的角色，其拓扑结构的设计和优化对于提高能源转换效率、增强系统稳定性以及实现更广泛的能源管理策略具有决定性的影响。
本节将详细探讨几种常见的大功率双向DCDC变换器拓扑结构，并分析其工作原理和适用场景。
双向全桥拓扑结构是一种常见的大功率双向DCDC变换器拓扑，其通过四个开关管的控制实现能量的双向流动。
该拓扑结构具有高转换效率、低电压应力以及较宽的输入输出电压范围等优点，适用于宽电压范围变化的应用场景。
移相全桥dc-dc变换器拓扑结构下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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六种基本DCDC变换器拓扑结构总结DC-DC变换器是一种将一种直流电压转换为另一种直流电压的电子设备。
根据其拓扑结构，可以将DC-DC变换器分为六种基本拓扑结构。
下面将对这六种拓扑结构进行总结。
1. 升压型拓扑结构（Boost Converter）：升压型拓扑结构是将输入电压提升到更高电压的一种拓扑结构。
其基本结构由一个电感、一个开关管、一个二极管和一个输出滤波电容组成。
工作原理为当开关管打开时，电感储存能量；当开关管关闭时，电感释放储存的能量，将电流经过二极管和输出滤波电容供给负载。
2. Buck拓扑结构（降压型拓扑结构）：Buck拓扑结构是将输入电压降低到更低电压的一种拓扑结构。
其基本结构由一个电感、一个开关管和一个输出滤波电容组成。
工作原理为当开关管打开时，电感储存能量；当开关管关闭时，电感释放储存的能量，将电流经过输出滤波电容供给负载。
3. Buck-Boost拓扑结构（降升压型拓扑结构）：Buck-Boost拓扑结构可以实现输入电压的增益和降低。
其基本结构由一个电感、一个开关管和一个输出滤波电容组成。
工作原理为当开关管打开时，电感储存能量；当开关管关闭时，电感释放储存的能量，将电流经过输出滤波电容供给负载。
该拓扑结构可以实现输入电压大于、等于或小于输出电压的转换。
4. 反激型拓扑结构（Flyback Converter）：反激型拓扑结构是一种将输入电压转换为输出电压的一种拓扑结构。
其基本结构由一个变压器、一个开关管和一个输出滤波电容组成。
工作原理为开关管导通时，电能储存在变压器中；开关管关闭时，变压器释放储存的能量，将电流经过输出滤波电容供给负载。
5. 单边反激型拓扑结构（Half-Bridge Converter）：单边反激型拓扑结构也是一种将输入电压转换为输出电压的一种拓扑结构。
其基本结构由两个开关管、一对二极管和一个输出滤波电容组成。
工作原理为开关管交替导通和关闭，将输入直流电压分别连接到变压器的两个输入端，以实现电压的转换。
摘要: 介绍了一族桥式混合DC/DC变换器的拓扑结构,并以其中一种为例分析工作原理,验证了该族变换器具有高效率'高功率密度'低电磁干扰,在全负载范围内实现软开关,及较好的动态特性等优点.
关键词:混合式DC/DC变换器; 软开关; 功率密度; 电磁干扰
0 引言
电力电子技术的发展对电源的要求越来越高,高效;高功率密度;低电磁干扰;良好的电气性能;小型轻量已成为现代电源的发展趋势.在中大功率应用中,通常采用传统的全桥或半桥拓扑,但在功率管关断期间,变压器不再为副边提供能量,同等情况下对输出滤波电容和滤波电感要求较高. 本文提出的混合式DC/DC变换器,通过全桥和半桥的组合,并且施以一定的控制策略,使变换器在功率管关断期间,继续给负载提供部分能量,从而减小对输出滤波器件的要求. 滤波器件要求的减低又可以提高系统动态特性. 并且由于该类变换器改进后的优越结构, 从而能够从空载到满载范围内实现软开关,并具有低EMI 特性,使得变换器可以工作于较高的开关频率.高频开关'低滤波元件要求使变换器具有较高的功率密度.
1 几种混合式DC/DC 变换器拓扑结构
混合式DC/DC变换器通过全桥和半桥适当的组合而形成一族新颖的拓扑结构. 全桥和半桥的组合分为公用和独立混合式DC/DC变换器,公用式采用公用的桥臂或者分压电容, 因而公用的桥臂比独立式电流应力大, 但是电路结构一旦固定,在变压器副边只能得到相加或相减的波形,而独立混合式DC/DC变换器通过对开关管的导通顺序的控制, 可以在变压器副边得到相加和相减的波形,并可以减少开关管的数量.
1.1 公用桥臂半桥/全桥混合式DC/DC 变换器图
图1 所示的是公用桥臂式半桥/全桥混合式DC/DC 变换器主电路拓扑,可以看出S1;S3 同属于全桥和半桥变换器, 对这4 个开关管采用例如UC3875 这样的移相控制信号, 在变压器T1 原副边即得到纯方波电压波形,而在变压器T2上由于输入及负载变化, 而得到是类似ZVS PWM全桥移相变换器的波形. 这样经整流后形成多阶梯的阶梯波形.
1.2 公用桥臂双全桥混合式DC/DC 变换器
图2 所示为公用桥臂双全桥混合式DC/DC变换器主电路拓扑. S1和S3是两个全桥公用的管子,对右边全桥可以采用UC3875控制芯片控制,同时使得S5跟踪S3的驱动信号,S6跟踪S1 的驱动信号, 这样在整流后同样得到2阶梯的电压波形.
1.3 公用分压电容式半桥/半桥混合式DC/DC变换器
图3 所示为半桥并联混合式DC/DC 变换器的主电路. 对4只开关管采用诸如UC3875控制芯片控制, 从而使变压器次级叠加后电压波形有加有减, 相加时为2倍副边电压, 相减时为0电平,从而得到与移相全桥相似的副边电压波形.若变压器T1和T2的变比不同, 则可产生四阶梯波形,从而降低了输出高频分量.此变换器的最大特点就在于用两个半桥去模拟全桥.
1.4独立桥臂式半桥/全桥混合式DC/DC 变换器
图4 所示为独立桥臂式半桥/全桥混合式DC/DC 变换器主电路拓扑,6 只开关管承受独立的
电流应力. 对右边全桥部分采用诸如UC3875的控制芯片控制,通过反馈控制让S5或是S6跟踪S1 的驱动信号, 这样在变压器副边就会得到相加和相减的电压波形,该变换器特别适合输入/输出电压变化范围较大的场合.
1.5 独立桥臂式双全桥混合式DC/DC 变换器
图5 所示独立桥臂式双全桥混合式DC/DC
变换器主电路拓扑.该变换器的特点是:当C点所在桥臂驱动信号跟踪B点所在桥臂驱动信号时就可以得到T1和T2变压器电压相加的波形,而当D点所在桥臂跟踪驱动信号B接点所在桥臂驱动信号时就可以得到T1和T2变压器电压相减的波形.
2 新颖变换器的优势分析
2.1 减小对滤波器件的要求
在传统的移相全桥变换器中, 输出滤波电感主要是限制高频纹波电流波峰峰值在为以下,对于传统的移相全桥变换器滤波电感值是
(1)
式中:为开关周期;占空比.
对于这类新颖的变换器结构, 同样也是将高频纹波电流波峰峰值限制在以下,滤波电感大小由式(2)确定.
(2)
式中:n1为T1的匝比;
右边全/半桥的占空比.
比较式(1)和式(2)可知,在同样指标情况下,显然混合式DC/DC变换器比传统的移相全桥变换器的滤波要求低很多,如图6所示.小的输出滤波电感不仅仅减小变换器体积和成本, 重要的是可以得到更好的动态特性.
2.2 软开关特性
以图1所示的公用桥臂式半桥/全桥混合式DC/DC 变换器为例,分析混合式DC/DC 变换器的软开关特性如图7所示.
阶段1[t0~t1] 此时S1 和S4导通,变压器T1和T2一起向负载传送能量. 此时变压器T1和T2的电流分别为A-T1-C和A-T2-B. T1和T2的磁化电流逐渐增大,由于T2的磁化电流很小,T2原边电流主要反映负载电流,变化缓慢.
阶段2[t1~t2] 此时S4关断,由于开关管的寄生电容或者并联电容,所以S4是零电压关断. 仅仅依靠变压器T1向负载传送能量. 此时变压器T1的原边电流继续增大,从负载反射回T2原边的电流也基本不变. 在此时间内,从负载反射回T2原边的电流参与T2的漏抗L2与C2'C4的谐振,当C2电压等于0时,与S2并联的D2导通,为S2零电压开通创造条件,在t2时刻S2零电压开通.
阶段3 [t2~t3] S2开通后,S1继续开通,T1继续为负载提供能量,T1磁化电流继续增大,所以流过T2的电流继续通过S1'D2续流,电流基本不变.
阶段4[t3~t4] t3时刻S1关断,此后变压器T1的漏抗L1与C1'C3产生谐振, 当C3电压谐振到0时,通过D3进行续流,为S3零电压开通创造条件.该阶段变压器副边开始换相,D5尧D6同时导通,负载电流不能反射到变压器原边, 只有变压器的磁化电流参与谐振,同时该阶段的续流向电源馈电,因此L1中的电流下降较快. 但该阶段时间仅为上下桥臂的逻辑延时时间,因此,要保证在S3 开通前L1中的电流不下降到0, 需要略加大变压器T1的磁化电流.
阶段5[t4~t5] t4时刻,S3零电压开通.变压器T1'T2 开始承受反相电压, 当T1'T2 副边完成电流换相后为负载提供能量,在此期间S2'S3导通.
阶段6[t5~t6] t5时刻,S2关断,同样由于有电容C2,所以S2是零电压关断. 此时T1磁化电流继续反方向增大,从负载反射回T2原边的电流也基本不变. 在此时间内,从负载反射回T2原边的电流参与T2的漏感L2与C2尧C4的谐振,当C4上电压等于0后通过D4续流,在t6时刻S4零电压开通.
阶段7 [t6~t7] t6时刻S4开通,S3继续开通,变压器T1的磁化电流继续反相增大,负载电流反射到变压器T2原边的电流继续通过D4'S3续流,电流基本不变.
阶段8[t7~t8] t7时刻S3关断,此时C3充电'C1 放电,当C1 上电压为0 时,此时通过D1 续流,为t8时刻S1零电压开通创造条件,该阶段其它分析同阶段4.
以上分析表明,超前桥臂的开关管S2'S4的换相和通常的移相全桥ZVS原PWM电路相同, 由于负载电流参与谐振,且续流时间较短,从轻载到满载均可以实现零电压开通. 而滞后桥臂利用变压器T1的漏感L1和C1'C3产生谐振,虽然负载电流不参与谐振,但由于续流时间较短,只要略加大变压器T1的磁化电流或漏感,就可以实现滞后桥臂S1 和S3 的零电压开通.
3 实验结果
图8(b)所示为重载时混合式DC/DC变换器原边的电压电流波形. 半桥部分变压器原边的电压(上边)'电流(下边)波形.图8中可以看出电压波形为满占空比的方波,与分析相同;对于滞后桥臂,在上管(或下管)关断后,T1原边电流通过下管(或上管)反并联的二极管续流,下管(或上管)开通时,电流尚未下降到零,表明下管(或上管)是零电压开通.
4 结语
良好的电气性能, 小型轻量已成为现代电源的发展趋势.在中大功率应用中,通常采用传统的全桥或半桥拓扑, 但对输出滤波电容和滤波电感要求较高. 本文所提出的新颖的桥式混和变换器就可以很好地解决这个问题. 通过对电路拓扑的分析, 可以看出该族改进的变换器相对于传统的全桥移相变换器,具有高效率'高功率密度'低电磁干扰等特性, 并且在全负载范围内均能实现软开关,有着较好的动态特性.。
