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基于再生能源系統(tǒng)的高效能電力轉(zhuǎn)換器設(shè)計

作者: 時間:2011-06-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/179005.htm

  2 電路工作原理

  圖2及圖3分別為本文提出一新型低輸出電流漣波升壓型電路及其主要電壓、電流波形。電路的組成,包括一輸入電感器Li,一變壓器T1,兩個半導(dǎo)體開關(guān)元件Q1-Q2,一個箝位電容器C1,一個輸出電容器C0,及兩對兩兩串接在一起的整流二極體D1-D2-D3-D4。其中變壓器一次側(cè)有兩組繞組P1-P2,二次側(cè)有兩組繞組S1-S2,及兩組分別標(biāo)示為L1-L2的二次側(cè)漏感。各組的匝數(shù)比,分別為P1:P2:S1:S2=1:1:N:N。

  為簡化電路的分析,假設(shè):所有的半導(dǎo)體元件為理想;輸入電感器Li值足夠大,因此可視為一理想電流源;箝位電容器C1,一個輸出電容器C0足夠大,因此可視為一理想電壓源;漏感L1=L2。

  本電路的工作原理,可區(qū)分為四個時區(qū)間,分別如圖4(a)-(d)所示。

 ?。╝)T0-T1

  如圖4(a)所示,閘級控制信號VGS1于T0加諸于半導(dǎo)體開關(guān)元件Q1。因此,半導(dǎo)體開關(guān)元件Q1和Q2同時被導(dǎo)通,變壓器一次側(cè)兩繞組P1-P2因此被短路,導(dǎo)致一次側(cè)輸入電壓跨在輸入電感器Li,處于充電狀態(tài),電感電流因而呈線性上升。而在二次側(cè),因整流二極體D1-D4,無法獲得導(dǎo)通的順向偏壓,均呈現(xiàn)關(guān)斷狀態(tài)。此時,一半的負(fù)載電流由輸出電容C0提供,另一半則由箝位電容器C1經(jīng)由C1(+)-S1-L1-R-S2-L2-C1(-)路徑提供。由于箝位電容器能分?jǐn)偞艘粫r區(qū)間所需要的負(fù)載電流,輸出電容的電流漣波得以降低為負(fù)載電流的一半。因此,得以選用較小數(shù)值的輸出電容器。另外,因為二次側(cè)繞組極性相反,跨在此二繞組上的電壓互相抵消,使得箝位電容器的平均電壓被箝制等于輸出電壓值V0。

 ?。╞)T1-T2

  如圖4(b)所示,閘級控制信號VGS2于T1被移除。在此一時區(qū)間,一次側(cè)輸入電壓及電感電壓總和,跨在變壓器一次側(cè)P1繞組,經(jīng)由變壓器二次側(cè)繞組S1,整流二極體D1-D2路徑,將大部分的輸入功率傳送到負(fù)載。同時,部分的輸入功率也分別對輸出電容C0及箝位電容器C1,經(jīng)由S1-L1-C0-D2-D1-S1和S2-D2-D1-C1-L2-S2路徑進行充電。此時,二極體D3-D4,分別因D1-D2的導(dǎo)通,而被箝制于輸出電壓值V0。



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