半桥串联谐振变换器(SRC):1/2fr<fs<fr

1  工作模态

1.1  开关模态1:T0-T1

在T0时刻之前,谐振电感电流为正,并且此时Q1、Q2同时关断,说明此时的正电流通过Q2的体二极管D6进行续流。

T0时刻,给Q1提供开通驱动信号,Q1开关管导通,并且开关管为硬开通,因此时D6仍然处于导通状态,在Q1开通时承受反向电压,出现反向恢复电流,产生反向恢复损耗。

T1时刻,谐振电感电流谐振过零。

1.2  开关模态2:T1-T2

T1时刻,谐振电感电流由零电流转向负电流,此时通过Q1体二极管D5进行续流导通,Q1开关管压降为D5二极管压降,在T2时刻给Q1施加关断驱动脉冲信号,可以实现Q1开关管的零电压关断,此时的Q1开关损耗可以近似为零。

1.3  开关模态3:T2-T3

T2、T3时刻,Q1和Q2均处于关断,T2-T3工作状态维持开关模态2进行续流工作,为输出提供能量。

1.4  开关模态4:T3-T4

T3时刻,给Q2施加开通驱动信号G2,Q2开关管导通,此时D5承受反向电压,产生反向恢复电流和反向恢复损耗,谐振电感电流由D5转向Q2。

T4时刻,谐振电感电流谐振过零。

1.5  开关模态5:T4-T5

T4时刻谐振电感电流由零转向正电流,电流反向,通过Q2体二极管D6续流,给负载提供输出。

D6导通,使得Q2的管压降为一个二极管管压降。

T5时刻,Q2开关管关断,因Q2管压降为一个二极管压降,可以实现Q2开关管的零电压关断,关断损耗近似为零。

1.6  开关模态6:T5-T6

T5-T6时刻为Q1、Q2的死区时间,工作模态同开关模态3,通过D6续流,给输出负载提供功率。

1.7  模态分析

2  参数变化仿真

2.1  频率变化仿真

2.1.1  开关频率55kHz

2.1.2 开关频率65kHz

2.1.3  开关频率75kHz

2.1.4  开关频率85kHz

2.1.5  开关频率95kHz

本仿真为开环仿真,随着开关频率的提高,输出电压、输出电流、输出功率也同比提高,同时谐振电容峰峰值电压、有效值电压也同比提高。

2.2  输入电压变化仿真

2.2.1  输入电压500V

2.2.2  输入电压600V

2.2.3  输入电压700V

2.2.4  输入电压800V

2.2.5  输入电压900V

因是开环仿真,输入电压的提高,肯定是会导致输出电压、输出电流、输出功率等的提高。

2.3  输出负载变化仿真

2.3.1  输出负载0.5Ω

2.3.2  输出负载5.5Ω

2.3.3  输出负载10.5Ω

2.3.4  输出负载15.5Ω

随着输出功率的增加,开关管有效值损耗逐步降低,谐振电容峰峰值电压、有效值电压也逐步降低。

2.4  谐振电感值变化仿真

2.4.1  谐振电感10nH

2.4.2  谐振电感10uH

2.4.3  谐振电感100uH

2.4.4  谐振电感500uH

谐振电感大幅增加,使得输出电压大幅减小,10uH、100uH、500uH的开关管最大值损耗变化不大。

另外谐振电感感量的增加,可以使得谐振电流更为正弦化。

2.5  谐振电容值变化仿真

2.5.1  谐振电容10nF

2.5.2  谐振电容50nF

2.5.3  谐振电容100nF

2.5.4  谐振电容500nF

谐振电容的增加,输出电压、输出功率也随之增加,开关管峰值损耗变化不大,谐振电容峰峰值电压、有效值电压同比降低。

随着谐振电容的增加,对谐振电流、输出整流二极管电流、谐振电容电压波形有影响,使得谐振电流波形偏离正弦化。

2.6  半桥分压电容值变化仿真

2.6.1  分压电容10nF

2.6.2  分压电容100nF

2.6.3  分压电容1uF

2.6.4  分压电容10uF

半桥分压电容的增加,使得输出电压、谐振电容峰峰值电压和有效值电压同比增加;但半桥分压电容的增加也是有一个限度的,从上表数据可以看出,1uF、10uF的参数变化就不是很大,有趋同的趋势。

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  • stevenyeh 2022-04-02 19:48
    大佬,可以发给我此篇simplis 文件学习?谢 3391918031@@qq.com
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