1 工作模態(tài)
1.1 開關(guān)模態(tài)1:T0-T1
在T0時(shí)刻之前,諧振電感電流為正,并且此時(shí)Q1、Q2同時(shí)關(guān)斷,說(shuō)明此時(shí)的正電流通過(guò)Q2的體二極管D6進(jìn)行續(xù)流。
T0時(shí)刻,給Q1提供開通驅(qū)動(dòng)信號(hào),Q1開關(guān)管導(dǎo)通,并且開關(guān)管為硬開通,因此時(shí)D6仍然處于導(dǎo)通狀態(tài),在Q1開通時(shí)承受反向電壓,出現(xiàn)反向恢復(fù)電流,產(chǎn)生反向恢復(fù)損耗。
T1時(shí)刻,諧振電感電流諧振過(guò)零。
1.2 開關(guān)模態(tài)2:T1-T2
T1時(shí)刻,諧振電感電流由零電流轉(zhuǎn)向負(fù)電流,此時(shí)通過(guò)Q1體二極管D5進(jìn)行續(xù)流導(dǎo)通,Q1開關(guān)管壓降為D5二極管壓降,在T2時(shí)刻給Q1施加關(guān)斷驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào),可以實(shí)現(xiàn)Q1開關(guān)管的零電壓關(guān)斷,此時(shí)的Q1開關(guān)損耗可以近似為零。
1.3 開關(guān)模態(tài)3:T2-T3
T2、T3時(shí)刻,Q1和Q2均處于關(guān)斷,T2-T3工作狀態(tài)維持開關(guān)模態(tài)2進(jìn)行續(xù)流工作,為輸出提供能量。
1.4 開關(guān)模態(tài)4:T3-T4
T3時(shí)刻,給Q2施加開通驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2,Q2開關(guān)管導(dǎo)通,此時(shí)D5承受反向電壓,產(chǎn)生反向恢復(fù)電流和反向恢復(fù)損耗,諧振電感電流由D5轉(zhuǎn)向Q2。
T4時(shí)刻,諧振電感電流諧振過(guò)零。
1.5 開關(guān)模態(tài)5:T4-T5
T4時(shí)刻諧振電感電流由零轉(zhuǎn)向正電流,電流反向,通過(guò)Q2體二極管D6續(xù)流,給負(fù)載提供輸出。
D6導(dǎo)通,使得Q2的管壓降為一個(gè)二極管管壓降。
T5時(shí)刻,Q2開關(guān)管關(guān)斷,因Q2管壓降為一個(gè)二極管壓降,可以實(shí)現(xiàn)Q2開關(guān)管的零電壓關(guān)斷,關(guān)斷損耗近似為零。
1.6 開關(guān)模態(tài)6:T5-T6
T5-T6時(shí)刻為Q1、Q2的死區(qū)時(shí)間,工作模態(tài)同開關(guān)模態(tài)3,通過(guò)D6續(xù)流,給輸出負(fù)載提供功率。
1.7 模態(tài)分析
2 參數(shù)變化仿真
2.1 頻率變化仿真
2.1.1 開關(guān)頻率55kHz
2.1.2 開關(guān)頻率65kHz
2.1.3 開關(guān)頻率75kHz
2.1.4 開關(guān)頻率85kHz
2.1.5 開關(guān)頻率95kHz
本仿真為開環(huán)仿真,隨著開關(guān)頻率的提高,輸出電壓、輸出電流、輸出功率也同比提高,同時(shí)諧振電容峰峰值電壓、有效值電壓也同比提高。
2.2 輸入電壓變化仿真
2.2.1 輸入電壓500V
2.2.2 輸入電壓600V
2.2.3 輸入電壓700V
2.2.4 輸入電壓800V
2.2.5 輸入電壓900V
因是開環(huán)仿真,輸入電壓的提高,肯定是會(huì)導(dǎo)致輸出電壓、輸出電流、輸出功率等的提高。
2.3 輸出負(fù)載變化仿真
2.3.1 輸出負(fù)載0.5Ω
2.3.2 輸出負(fù)載5.5Ω
2.3.3 輸出負(fù)載10.5Ω
2.3.4 輸出負(fù)載15.5Ω
隨著輸出功率的增加,開關(guān)管有效值損耗逐步降低,諧振電容峰峰值電壓、有效值電壓也逐步降低。
2.4 諧振電感值變化仿真
2.4.1 諧振電感10nH
2.4.2 諧振電感10uH
2.4.3 諧振電感100uH
2.4.4 諧振電感500uH
諧振電感大幅增加,使得輸出電壓大幅減小,10uH、100uH、500uH的開關(guān)管最大值損耗變化不大。
另外諧振電感感量的增加,可以使得諧振電流更為正弦化。
2.5 諧振電容值變化仿真
2.5.1 諧振電容10nF
2.5.2 諧振電容50nF
2.5.3 諧振電容100nF
2.5.4 諧振電容500nF
諧振電容的增加,輸出電壓、輸出功率也隨之增加,開關(guān)管峰值損耗變化不大,諧振電容峰峰值電壓、有效值電壓同比降低。
隨著諧振電容的增加,對(duì)諧振電流、輸出整流二極管電流、諧振電容電壓波形有影響,使得諧振電流波形偏離正弦化。
2.6 半橋分壓電容值變化仿真
2.6.1 分壓電容10nF
2.6.2 分壓電容100nF
2.6.3 分壓電容1uF
2.6.4 分壓電容10uF
半橋分壓電容的增加,使得輸出電壓、諧振電容峰峰值電壓和有效值電壓同比增加;但半橋分壓電容的增加也是有一個(gè)限度的,從上表數(shù)據(jù)可以看出,1uF、10uF的參數(shù)變化就不是很大,有趨同的趨勢(shì)。