輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋變換器的全范圍軟開(kāi)關(guān)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋變換器的全范圍軟開(kāi)關(guān)方法，屬于隔離型直流直流變換器【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明方法通過(guò)在第一移相全橋變換模塊的超前橋臂上管和下管的中點(diǎn)以及第二移相全橋變換模塊滯后橋臂上管和下管的中點(diǎn)之間接入一個(gè)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)，在第一移相全橋變換模塊滯后橋臂上管和下管的中點(diǎn)以及第二移相全橋變換模塊的滯后橋臂上管和下管的中點(diǎn)之間接入另一個(gè)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)MOSFET的零電壓開(kāi)通；能自動(dòng)適應(yīng)不同的輸入電壓、輸出電壓和負(fù)載。根據(jù)本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)移相全橋變換器的全范圍軟開(kāi)關(guān)，提高整個(gè)變換器的效率；適用于高壓輸入到低壓輸出的變換場(chǎng)合，且滿(mǎn)足寬輸入電壓范圍、寬輸出電壓范圍、寬負(fù)載變化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋變換器的全范圍軟開(kāi)關(guān)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋變換器的全范圍軟開(kāi)關(guān)方法，屬于隔離型直流直流(DC-DC)變換器【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓輸入低壓輸出在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。為了克服器件選型的限制，解決高壓輸入低壓輸出的方案大致分為:(1)器件串聯(lián)；(2)多電平技術(shù)；(3)變換器串聯(lián)拓?fù)?。器件串?lián)技術(shù)由于拓?fù)浜?jiǎn)單，被ABB應(yīng)用在高壓直流輸電中。為了實(shí)現(xiàn)各個(gè)器件電壓的均分，仍然對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了很大的考驗(yàn)。多電平技術(shù)可以適應(yīng)高壓輸入的場(chǎng)合，但是實(shí)際應(yīng)用中仍以三點(diǎn)平和五電平應(yīng)用為主。隨著電平數(shù)的增加，控制策略的復(fù)雜性急劇增加，使其可靠性降低。由于前兩種技術(shù)的復(fù)雜性，使得變換器輸入串聯(lián)技術(shù)得到人們的重視。變換器輸入串聯(lián)技術(shù)使得各個(gè)變換器承擔(dān)一部分輸入電壓。2006年在IEEE TransactiononlndustryApplication【工業(yè)應(yīng)用期刊】發(fā)表了 “Common-Duty-RatiοControl of Input-Series Connected Modular DC-DC Converters With Active InputVoltage and Load-Current Sharing”一文,采用公用占空比實(shí)現(xiàn)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)變換器的穩(wěn)定運(yùn)行。2009年在IEEETransaction on Industrial Electronics【工業(yè)電子】發(fā)表了“Control Strategy for Input-Series - Output-Parallel Converters，，，米用了主動(dòng)均壓的控制策略實(shí)現(xiàn)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋DC-DC變換器功率的均分。輸入串連輸出并聯(lián)變換器的研究已經(jīng)非常廣泛，但大多局限于對(duì)控制策略的研究，很少對(duì)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)變換器的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為解決在輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)的移相全橋變換器中滯后橋臂在輕載時(shí)不易實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通(ZVS)的問(wèn)題，提出了一種應(yīng)用在高壓場(chǎng)合下，輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)的移相全橋變換器實(shí)現(xiàn)全范圍軟開(kāi)軟的通用方法。
[0004]所述全范圍是指移相全橋變換器的輸入電壓、輸出電壓和負(fù)載均能發(fā)生變化，并在變化范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)超前橋臂和滯后橋臂開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通(Zerovoltageswitching, ZVS)。
[0005]輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋變換器的全范圍軟開(kāi)關(guān)方法，具體包括如下步驟:
[0006]步驟一，在包括第一移相全橋變換模塊和第二移相全橋變換模塊的移相全橋變換器中，兩個(gè)模塊輸入電壓串聯(lián)，輸出電壓并聯(lián)。
[0007]第一移相 全橋變換模塊和第二移相全橋變換模塊包括八支開(kāi)關(guān)管，分別為第一移相全橋變換模塊的滯后橋臂上管、下管，第一移相全橋變換模塊的超前橋臂上管、下管，第二移相全橋變換模塊的滯后橋臂上管、下管，第二移相全橋變換模塊的超前橋臂上管、下管。
[0008]找第一移相全橋變換模塊的超前橋臂上管和下管連接的中點(diǎn)。[0009]步驟二，找到第二移相全橋變換模塊的滯后橋臂上管和下管連接的中點(diǎn)。第二移相全橋變換模塊所包含的隔離變壓器的變比與第一移相全橋變換模塊的相同。
[0010]步驟三，在步驟一得到的第一移相全橋變換模塊的超前橋臂上管和下管的中點(diǎn)和步驟二得到的第二移相全橋變換模塊滯后橋臂上管和下管的中點(diǎn)之間接入一個(gè)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)，所述串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)電感和一個(gè)電容串聯(lián)而成，電感和電容的位置能互換。
[0011]步驟四，找到第一移相全橋變換模塊滯后橋臂上管和下管連接的中點(diǎn)。
[0012]步驟五，找到第二移相全橋變換模塊超前橋臂上管和下管連接的中點(diǎn)。
[0013]步驟六，在步驟四得到的第一移相全橋變換模塊滯后橋臂上管和下管的中點(diǎn)和步驟五得到第二移相全橋變換模塊的滯后橋臂上管和下管的中點(diǎn)之間接入另一個(gè)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò),此LC網(wǎng)絡(luò)的電感的感值和電容的容值與步驟三中的LC網(wǎng)絡(luò)的電感的感值和電容的容值相同。
[0014]加入兩個(gè)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)后，第一移相全橋變換模塊和第二移相全橋變換模塊的八支開(kāi)關(guān)管滿(mǎn)足以下時(shí)序邏輯:
[0015]第一移相全橋變換模塊的超前橋臂上管和第二移相全橋變換模塊超前橋臂下管的門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；第一移相全橋變換模塊的超前橋臂下管和第二移相全橋變換模塊超前橋臂上管的門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；上述兩組驅(qū)動(dòng)信號(hào)定義為超前橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別為占空比為0.5的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)，且互補(bǔ)，兩組驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間存在死區(qū)。
[0016]第一移相全橋變換模塊的滯后橋臂上管和第二移相全橋變換模塊滯后橋臂的下管的門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；第一移相全橋變換模塊的滯后橋臂的下管和第二移相全橋變換模塊滯后橋臂的上管的門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；上述兩組驅(qū)動(dòng)信號(hào)定義為滯后橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)，也分別為占空比為0.5的PWM信號(hào)，且互補(bǔ)，兩組驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間存在死區(qū)。
[0017]步驟七，定義第一移相全橋變換模塊超前橋臂上管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿到第一移相全橋變換模塊滯后橋臂下管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿之間的時(shí)間為移相角的大小。通過(guò)調(diào)節(jié)移相角大小，控制移相全橋變換器的輸出電壓:
[0018]移相角的大小決定了兩個(gè)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)兩端電壓的作用時(shí)間以及兩個(gè)LC網(wǎng)絡(luò)中電流幅值的大小。移相角增大，輸出電壓減小，并且串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流幅值增大；反之,移相角減小，輸出電壓增大，串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流幅值減小。
[0019]當(dāng)輸出為恒定電壓時(shí)，輸入電壓升高導(dǎo)致移相角增大，從而串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流幅值增大，實(shí)現(xiàn)各個(gè)MOSFET的零電壓開(kāi)通(ZVS)。當(dāng)輸出電壓恒定且負(fù)載減小時(shí)，移相角增大，此時(shí)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流幅值增大，實(shí)現(xiàn)MOSFET的零電壓開(kāi)通(ZVS)。移相全橋輕載時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)ZVS。在輸出電壓變化且輸出電阻恒定的情況，當(dāng)輸出電壓大時(shí)，移相角減小，串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流減小，此時(shí)變換器通過(guò)變壓器漏感電流實(shí)現(xiàn)MOSFET的零電壓開(kāi)通(ZVS)0隨著輸出電壓減小,輸出功率也減小,移相角增大，串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)的電流幅值增大,此時(shí)MOSFET的軟開(kāi)關(guān)通過(guò)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0020]有益效果
[0021]本發(fā)明方法可以自動(dòng)適應(yīng)不同的輸入電壓、輸出電壓和負(fù)載。根據(jù)本發(fā)明方法得到的移相全橋變換器能實(shí)現(xiàn)全范圍軟開(kāi)關(guān)，從而可以提高整個(gè)變換器的效率。適用于高壓輸入到低壓輸出的變換場(chǎng)合，并且可以滿(mǎn)足寬輸入電壓范圍、寬輸出電壓范圍、寬負(fù)載變化的情況。【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為【具體實(shí)施方式】中加入兩個(gè)LC網(wǎng)絡(luò)的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2為【具體實(shí)施方式】中驅(qū)動(dòng)信號(hào)、變壓器輸出電壓和電流波形、LC網(wǎng)絡(luò)兩端電壓和電流的典型波形，其中(a)在輸出電壓大或輸入電壓小,且負(fù)載功率大的情況下,移相角為小的電壓和電流波形，(b)在輸出電壓小或輸入電壓大，且輸出功率小的情況下，移相角為大的電壓和電流波形。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]根據(jù)
【發(fā)明內(nèi)容】
的方法流程，本【具體實(shí)施方式】提出一種輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋變換器，包括八個(gè)相同的MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)Q1^ Q2> Q3> Q4> Q5> Q6> Q7> %，兩個(gè)相同的LC網(wǎng)絡(luò)(Lr1和Cr1、Lr2和Crf )、兩個(gè)相同的輸入電容Cdl和Cd2、兩個(gè)變壓器Tr1和Trf，兩個(gè)輸出濾波電感Lfl和Lf2、濾波電容C。和四個(gè)整流二極管DpDyDyD415
[0026]LC網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)電感和一個(gè)電阻，串聯(lián)而成。Q1-Q8為開(kāi)關(guān)管。兩個(gè)輸入電容Cdi和Cd2起分壓的作用。變壓器副邊為整流電路(為變壓器帶中點(diǎn)抽頭的全波整流，或者為一個(gè)繞組的全橋整流)。
[0027]上述組成部分的連接關(guān)系為:兩個(gè)輸入電容Cdl和Cd2串聯(lián)后與輸入電壓并聯(lián)。每個(gè)電容承受的電壓相當(dāng)于輸入電壓的1/2。Cdl與第一移相全橋變換模塊并聯(lián),Cd2與第二移相全橋變換模塊并聯(lián)。
[0028]第一移相全橋變換模塊的組成及連接關(guān)系為=MOSFETqi的源極連接MOSFETq2的漏極，MOSFETq3的源極連接MOS`FETq4的漏極，Qp Q2和Q3、Q4并聯(lián)；輸入電壓Vin的正極分別連接MOSFETqi的漏極和MOSFETq3的漏極，MOSFETq2的源極和MOSFETq4的源極連接在Cdl的低電位一側(cè)。Q1的源極和Q3的源極分別連接在變壓器Trt原邊的兩端。變壓器Trt的副邊為兩個(gè)繞組，兩個(gè)繞組的上端為同名端；第一個(gè)繞組的同名端連接在二極管D1的陽(yáng)極，異名端與第二個(gè)繞組的同名端連接，此連接點(diǎn)為變壓器Trt副邊繞組的中點(diǎn)抽頭。變壓器Iri的副邊第二個(gè)繞組的異名端連接二極管D2的陽(yáng)極。二極管Dl和D2的陰極相連，并同時(shí)連接在電感Lfl的一端。
[0029]第二移相全橋變換模塊的組成及連接關(guān)系為=MOSFETq5的源極連接MOSFETq6的漏極，MOSFETq7的源極連接MOSFETq8的漏極，Q5、Q6和Q7、Q8并聯(lián)；M0SFETQ5的漏極連接MOSFETq7的漏極，并連接在Cd2的高電位一側(cè)；M0SFETQ2的源極連接MOSFETq4的源極，并連接在輸入電壓Vin的負(fù)極。Q5的源極和Q7的源極分別連接在變壓器Trf原邊的兩端。變壓器Trf的變比與變壓器Trt的變比相同。變壓器Trf的副邊為兩個(gè)繞組，兩個(gè)繞組的上端為同名端，第一個(gè)繞組的同名端連接在二極管D3的陽(yáng)極，其異名端為變壓器1；2副邊繞組的中點(diǎn)抽頭，并與第二個(gè)繞組的同名端連接。變壓器1；2的副邊第二個(gè)繞組的異名端連接二極管D4的陽(yáng)極。二極管D3和D4的陰極相連，并連接在電感Lf2的一端。
[0030]Lfl和Lf2的另一端為輸出電壓的正極，分別連接濾波電容C。和負(fù)載電阻R。。濾波電容C。和負(fù)載電阻R。并聯(lián)，C0和R。的另一端分別連接變壓器Trt副邊繞組的中點(diǎn)抽頭和變壓器?；2副邊繞組的中點(diǎn)抽頭，為輸出電壓的負(fù)極。
[0031]電容Cr2和電感Lr2組成一個(gè)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)，輸入端連接MOSFETqi的源極，輸出端連接至MOSFETq7的源極。
[0032]電容Crt和電感Lrt組成了另一個(gè)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)，輸入端連接MOSFETq3的源極，輸出端連接至MOSFETq5的源極。
[0033]電容Crt的電容值與電容Crf的電容值相同；電感Lrt的電感值與電感Lrf的電感值相同。電感和電容的位置能互換。
[0034]本實(shí)施例中，加入兩個(gè)LC網(wǎng)絡(luò)的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，其中整流以全波整流為例說(shuō)明(仍可以采用全橋整流)。Cdl和Cd2為輸入分壓電容，Q1-Q8為MOSFET ;Cj「Cj8為MOSFET的結(jié)電容和Trf為隔離變壓器；D「D4為整流二極管，Lfl和Lf2為輸出濾波電感。C。為輸出濾波電容；R。為負(fù)載電阻。Lrt和L,2為串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)的電感，Crl和(；2為串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)的電容。
[0035]圖2所示為所述電路中的MOSFEtQ1-Q8的驅(qū)動(dòng)邏輯波形，變壓器輸出電壓和電流、串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)兩端的電壓和流過(guò)LC網(wǎng)絡(luò)的電流波形。其中，圖2(a)在輸出電壓大或輸入電壓小，且負(fù)載功率大時(shí)為大占空比的情況，圖2(b)在輸出電壓小或輸入電壓大,且輸出功率小時(shí)為小占空比的情況。
[0036]各個(gè)MOSFEtQ1-Q8的驅(qū)動(dòng)信號(hào)滿(mǎn)足以下關(guān)系:
[0037]MOSFE Tqi和MOSFETq6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；M0SFETQ2和M0SFETQ5的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；上述兩組驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別為占空比為0.5的PWM信號(hào)，且互補(bǔ)。此組驅(qū)動(dòng)信號(hào)定義為超前橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)。MOSfetq1和MOSFETq2組成第一移相全橋變換模塊的超前橋臂；mosfetq5和Mosfetq6組成了第二移相全橋變換模塊的超前橋臂。
[0038]MOSFETq3和MOSFETq8的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；M0SFETQ4和M0SFETQ7的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；上述兩組驅(qū)動(dòng)信號(hào)也分別為占空比為0.5的PWM信號(hào)，且互補(bǔ)。此組驅(qū)動(dòng)信號(hào)定義為滯后橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)。MOSFETq3和MOSFETq4組成了第一移相全橋變換模塊的滯后橋臂；mosfetq7和Mosfetq8組成了第二移相全橋變換模塊的滯后橋臂。
[0039]圖2中tQ至t8為半個(gè)周期的工作模態(tài)。
[0040]當(dāng)區(qū)間Iit1, t2],滯后橋臂Q3和Q8同時(shí)關(guān)斷。此時(shí)，ipl和irl同時(shí)與Cj3和(:」4諧振，Ip2和ir2同時(shí)與Cj7和Cj8諧振。當(dāng)t2時(shí)，Cj3和Cj8的電壓被充電到Vin/2，Cj4和Cj7的電壓被放電到0，此時(shí)Q4和Q7的體二極管導(dǎo)通。當(dāng)t3時(shí)，Q4和Q7零電壓開(kāi)通(ZVS)。
[0041]在區(qū)間[t5, t6]，超如橋臂開(kāi)關(guān)Q1和Q6關(guān)斷，ipl和同時(shí)與Cjl和Cj2諧振，ip2和irl同時(shí)與C#和C#諧振。當(dāng)t6時(shí)，h和C#的電壓被充電到Vin/2，Cj2和C#的電壓被放電到0，此時(shí)Q2和Q5的體二極管導(dǎo)通。當(dāng)t7時(shí)，Q2和Q5零電壓開(kāi)通(ZVS)。另外半個(gè)周期開(kāi)關(guān)管的模態(tài)與前半個(gè)周期相似。
[0042]如圖2中所示，MOSFETqi和M0SFETQ6驅(qū)動(dòng)信號(hào)上升沿到MOSFETq4和M0SFETQ7驅(qū)動(dòng)信號(hào)上升沿之間的時(shí)間定義為移相角。通過(guò)超前橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)和滯后橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)的移相的大小控制變換器的輸出電壓；移相角的大小也決定了兩個(gè)LC網(wǎng)絡(luò)兩端電壓的作用時(shí)間，從而決定了兩個(gè)LC網(wǎng)絡(luò)中電流幅值的大小。
[0043]移相角增大,輸出電壓減小；反之,移相角減小,輸出電壓增大。如圖中2中可以看出隨著移相角的增大，串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流幅值增大。反之，移相角減小，串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流幅值減小。當(dāng)輸出為恒定電壓時(shí)，輸入電壓升高導(dǎo)致移相角增大，從而LC網(wǎng)絡(luò)中的電流幅值增大，各個(gè)MOSFET的零電壓開(kāi)通(ZVS)更易實(shí)現(xiàn)。當(dāng)輸出電壓恒定且負(fù)載減小時(shí)，移相角也會(huì)增大，此時(shí)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流幅值增大，也有利于MOSFET的零電壓開(kāi)通(ZVS)0移相全橋輕載時(shí)，不易實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)，所以此發(fā)明可以保證移相全橋輕載時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)ZVS。在輸出電壓變化且輸出電阻恒定的情況，當(dāng)輸出電壓增大時(shí)，移相角減小，串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流減小。但是此時(shí)變換器通過(guò)變壓器漏感電流仍能實(shí)現(xiàn)MOSFET的零電壓開(kāi)通(ZVS)o隨著輸出電壓減小,輸出功率也減小,移相角增大，串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)的電流幅值增大。此時(shí)MOSFET的軟開(kāi)關(guān)通過(guò)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明可以自動(dòng)適應(yīng)不同的輸入電壓、輸出電壓和負(fù)載。根據(jù)本發(fā)明方法得到的移相全橋變換器能實(shí)現(xiàn)全范圍軟開(kāi)關(guān)。
【權(quán)利要求】
1.輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋變換器的全范圍軟開(kāi)關(guān)方法，其特征在于:具體包括如下步驟: 步驟一，在包括第一移相全橋變換模塊和第二移相全橋變換模塊的移相全橋變換器中，第一移相全橋變換模塊和第二移相全橋變換模塊的輸入電壓串聯(lián)，輸出電壓并聯(lián)； 第一移相全橋變換模塊和第二移相全橋變換模塊包括八支開(kāi)關(guān)管，分別為第一移相全橋變換模塊的滯后橋臂上管、下管，第一移相全橋變換模塊的超前橋臂上管、下管，第二移相全橋變換模塊的滯后橋臂上管、下管，第二移相全橋變換模塊的超前橋臂上管、下管；找第一移相全橋變換模塊的超前橋臂上管和下管連接的中點(diǎn)； 步驟二，找到第二移相全橋變換模塊的滯后橋臂上管和下管連接的中點(diǎn)；第二移相全橋變換模塊所包含的隔離變壓器的變比與第一移相全橋變換模塊的相同； 步驟三，在步驟一得到的第一移相全橋變換模塊的超前橋臂上管和下管的中點(diǎn)和步驟二得到的第二移相全橋變換模塊滯后橋臂上管和下管的中點(diǎn)之間接入一個(gè)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)，所述串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)電感和一個(gè)電容串聯(lián)而成，； 步驟四，找到第一移相全橋變換模塊滯后橋臂上管和下管連接的中點(diǎn)； 步驟五，找到第二移相全橋變換模塊超前橋臂上管和下管連接的中點(diǎn)； 步驟六，在步驟四得到的第一移相全橋變換模塊滯后橋臂上管和下管的中點(diǎn)和步驟五得到第二移相全橋變換模塊的滯后橋臂上管和下管的中點(diǎn)之間接入另一個(gè)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)，LC網(wǎng)絡(luò)電感的感值和電容的容值與步驟三中的LC網(wǎng)絡(luò)電感的感值和電容的容值相同；加入兩個(gè)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)后，第一移相全橋變換模塊和第二移相全橋變換模塊的八支開(kāi)關(guān)管滿(mǎn)足以下時(shí)序邏輯: 第一移相全橋變換模塊的超·前橋臂上管和第二移相全橋變換模塊超前橋臂下管的門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；第一移相全橋變換模塊的超前橋臂下管和第二移相全橋變換模塊超前橋臂上管的門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；第一移相全橋變換模塊的超前橋臂上管和第二移相全橋變換模塊超前橋臂下管、第一移相全橋變換模塊的超前橋臂下管和第二移相全橋變換模塊超前橋臂上管為超前橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別為占空比為0.5的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，且互補(bǔ)，兩組驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間存在死區(qū)； 第一移相全橋變換模塊的滯后橋臂上管和第二移相全橋變換模塊滯后橋臂的下管的門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；第一移相全橋變換模塊的滯后橋臂的下管和第二移相全橋變換模塊滯后橋臂的上管的門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；第一移相全橋變換模塊的滯后橋臂上管和第二移相全橋變換模塊滯后橋臂的下管、第一移相全橋變換模塊的滯后橋臂的下管和第二移相全橋變換模塊滯后橋臂的上管為滯后橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別為占空比為0.5的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，且互補(bǔ)，兩組驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間存在死區(qū)； 步驟七，第一移相全橋變換模塊超前橋臂上管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿到第一移相全橋變換模塊滯后橋臂下管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿之間的時(shí)間為移相角的大小；調(diào)節(jié)移相角大小，控制移相全橋變換器的輸出電壓: 當(dāng)輸出為恒定電壓時(shí)，輸入電壓升高導(dǎo)致移相角增大，串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流幅值增大，實(shí)現(xiàn)各個(gè)MOSFET的零電壓開(kāi)通；當(dāng)輸出電壓恒定且負(fù)載減小時(shí)，移相角增大，LC網(wǎng)絡(luò)中的電流幅值增大，實(shí)現(xiàn)MOSFET的零電壓開(kāi)通；移相全橋輕載時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通；在輸出電壓變化且輸出電阻恒定的情況，當(dāng)輸出電壓大時(shí)，移相角減小，串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)中的電流減小，變換器通過(guò)變壓器漏感電流實(shí)現(xiàn)MOSFET的零電壓開(kāi)通；隨著輸出電壓減小，輸出功率也減小，移相角增大，串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)的電流幅值增大，實(shí)現(xiàn)MOSFET的軟開(kāi)關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋變換器的全范圍軟開(kāi)關(guān)方法，其特征在于:移相全橋變換器的輸入電壓、輸出電壓和負(fù)載均能發(fā)生變化，并在變化范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)超前橋臂和滯后橋臂開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋變換器的全范圍軟開(kāi)關(guān)方法，其特征在于:電感和電容的位置能互換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)移相全橋變換器的全范圍軟開(kāi)關(guān)方法，其特征在于:移相角的大小決定了兩個(gè)串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)兩端電壓的作用時(shí)間以及兩個(gè)LC網(wǎng)絡(luò)中電流幅值的大小。`
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK103856061SQ201410063242
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】郭志強(qiáng), 沙德尚, 廖曉鐘 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)