移相控制全桥变换器与展宽电压/电流波形关系

　　软开关移相控制全桥变换器的工作原理波形图如下图所示，图中给出了11组电压、电流波形。为了便于观看移相过程并纵观全局，按半负载时两个多周期的实测波形加以简化。图中前4组波形是理想化的功率开关管栅极电压ugl、ug2、ug3、ug4，忽略了驱动变压器和功率管较大输入电容对脉冲电压上升沿、下降沿的延迟作用，假定为垂直线，并设开关管和二极管导通压降为0。图(a)、(b)中超前臂开关管s1和s3的驱动电压ug1与ug3互为反相，两者之间的死区时间为△t；图(c)、(d)中，滞后臂开关管s2与s4的驱动电压ug2与ug4也互为反相，两者之间的死区时间为at2；全桥4只管的对角线开关管电压ug1超前ug4-个相位（移相角a），ug3超前ug2-个相位，它们都是由源头ic控制决定的相位关系。
　　
　　为突出反映谐振过程对开关转换、钳位续流、实现零电压开通zvs的重要作用，图(e)、(f)、(g)给出了全桥两臂电压波形ua、ub、uab因开关管并联电容的充放电引起上冲和延缓作用的简化过程。图(h)和图(i)是对应的主功率变压器一次侧绕组电流ip的波形和二次侧绕组电压us的波形。图(j)和图(k)是二次侧全波整流两个二极管输出电流idr1和idr2的波形。

 　下图给出了展宽约一个周期的软开关移相控制全桥变换器的主要波形和相位关系图，包括4部分内容。图(a)是不同过程的对应时间：超前臂与滞后臂的谐振过程与死区时间所在的位置，以及正、负半周两功率输出过程和钳位续流过程(uab=0)对应的区间。图(b)是一次侧电压uab、一次侧电流ip和二次侧电压us的主要波形，特别展宽了一次侧电流在滞后臂开始谐振的下冲（t3~t6）和上冲(t9~t12)急变过程，有三个关键点：谐振结束点、死区结束点、ip过零点；以及电感储能返回电网区间、二次侧占空比丢失区间，还有实测波形的过冲阻尼与趋前臂谐振开始的高频振荡。图(c)给出了全桥变换器主要开关器件sl~s4、di一d4、cl~c4在不同工作状态的对应时间，便于直观了解变换器在开关过程中的工作内容。例如，在正半周功率输出过程开始之前，s4实际上已提前开通（详情见后文分析）。图(d)还给出了二次侧单个整流二极管dr1的输出电流实测波形idr1，因版面限制未画出dr2的电流波形，其简化波形如图(k)所示。

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