由图7可知:随着Q值增加,输出电压下降,因此设计时,应考虑最大负载情况。
图7(a)表明当fn在0.5~0.6之间时,输出与负载无关,但此时开关频率低于谐振频率并且输出电压略高于输入电压。
图7(b)表明当K大于2时,输出与负载无关,图7(c)表明当Cp/Cs约大于4.5时,输出也与负载无关,但此时输出电压都小于输入电压。
图7(d)表明调制比m较小时(约小于0.5),输出与m基本呈线性关系,当m较大时,输出与m呈非线性关系。
5 实验结果
根据上述分析可知,虽然该电路作为降压电路可能优于升压电路,但考虑到fn大于1,因此设计了一台升压原理样机。输入电压Vin=100V ,输出电压Voac(max)=220V,输出功率120W。所用参数:Lr=240mH,Cs=1.2mF,Cp=0.45mF,fc=40kHz,fr=18kHz,K=1/2 ,Ld=5mH,Cf=0.1mF,RL=200W,LL=10mH,m=0.5。
图8(a)表明开关S1的驱动信号在其反并联二极管续流时有效,所以移相电路超前桥臂为ZVS开通。图8(b)表明开关S3在接近零电流时关断,而且此时反并联二极管导通,所以滞后桥臂为准ZCZVS关断。
图9表明低频逆变电路为ZVS开关。图10验证了假设条件的正确性。图11表明对于阻性和感性负载时,该电路是适用的,验证了假设条件的正确性。同时,图11(b)也表明当负载功率因数较低,即Q值较大时,在相同输入直流电压下,输出电压变小。若输出电压保持不变,则可以通过适当减小fn、K、Cp/Cs以及适当增加m值实现。
6 结论
(1)通过选择合适的谐振参数、变压器匝比及调制系数,该电路既可以升压,也可以降压。但总体来讲,降压时受负载影响较小。
(2)移相电路的超前桥臂实现了零电压开通,滞后桥臂实现了准ZCZVS关断。
(3)低频逆变器实现了零电压开关。
(4)该电路适用于阻性和感性负载。
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