1、工作模態(tài)
1.1、開(kāi)關(guān)模態(tài)1:T0-T1
在T0時(shí)刻,諧振電感電流為負(fù)電流,也就是說(shuō)在G1未施加開(kāi)通驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí),諧振電感電流流過(guò)Q1的體二極管D5進(jìn)行環(huán)路續(xù)流。
因D5導(dǎo)通,Q1開(kāi)關(guān)管的管壓降為一個(gè)二極管的壓降,或者可以近似認(rèn)為Q1開(kāi)關(guān)管的壓降鉗位在零電壓。
在T0時(shí)刻給Q1提供開(kāi)通驅(qū)動(dòng)信號(hào),可以實(shí)現(xiàn)Q1開(kāi)關(guān)管的零電壓/零電流開(kāi)通,Q1開(kāi)關(guān)管沒(méi)有開(kāi)通損耗,并且此時(shí)雖然Q1開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通,但沒(méi)有電流流過(guò),諧振電流仍舊流過(guò)D5。
T1時(shí)刻,負(fù)諧振電感電流上升為零電流,開(kāi)關(guān)模態(tài)1結(jié)束。
1.2、開(kāi)關(guān)模態(tài)2:T1-T2
T1時(shí)刻,Q1開(kāi)關(guān)管已經(jīng)導(dǎo)通,諧振電感電流為零電流,諧振電感電流正向增加,Q1體二極管自然關(guān)斷,諧振電感電流流過(guò)Q1開(kāi)關(guān)管。
T2時(shí)刻,關(guān)斷Q1開(kāi)關(guān)管,為硬開(kāi)關(guān)關(guān)斷,存在關(guān)斷開(kāi)關(guān)損耗。
1.3、開(kāi)關(guān)模態(tài)3:T2-T3
T2-T3時(shí)刻區(qū)間內(nèi),Q1、Q2開(kāi)關(guān)都處于關(guān)斷狀態(tài),為Q1、Q2的死區(qū)時(shí)間。
此區(qū)間內(nèi)的諧振電感電流為正向電流,通過(guò)Q2開(kāi)關(guān)管的D6續(xù)流,給輸出電容、輸出電阻提供能量和功率輸出。
1.4、開(kāi)關(guān)模態(tài)4:T3-T4
T3時(shí)刻,給Q2開(kāi)關(guān)管提供G2開(kāi)通驅(qū)動(dòng)信號(hào),雖然開(kāi)關(guān)管Q2導(dǎo)通,但沒(méi)有電流流過(guò),諧振電流仍舊流過(guò)Q1的體二極管D6。
T4時(shí)刻,諧振電感電流過(guò)零,開(kāi)關(guān)模態(tài)4結(jié)束。
1.5、開(kāi)關(guān)模態(tài)5:T4-T5
T4時(shí)刻,諧振電流由零電流轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)電流,Q1體二極管D6自然關(guān)斷,諧振電流全部流過(guò)Q2開(kāi)關(guān)管。
T5時(shí)刻,關(guān)斷Q2開(kāi)關(guān)管,為硬開(kāi)關(guān)關(guān)斷,存在關(guān)斷開(kāi)關(guān)損耗。
1.6、開(kāi)關(guān)模態(tài)6:T5-T6
T5-T6時(shí)間內(nèi),Q1、Q2開(kāi)關(guān)管均為關(guān)斷狀態(tài),此時(shí)諧振電流仍然為負(fù)電流,通過(guò)Q1的體二極管D5進(jìn)行續(xù)流,給輸出電容補(bǔ)充能量,以及給輸出負(fù)載提供功率。
1.7、模態(tài)分析
從以上開(kāi)關(guān)模態(tài)分析,可以看出fs>fr的諧振電感電流為連續(xù)狀態(tài),開(kāi)關(guān)管具有如下特點(diǎn):
- 開(kāi)關(guān)管零電壓/零電流開(kāi)通,沒(méi)有開(kāi)通損耗,開(kāi)關(guān)管反并二極管為自然關(guān)斷狀態(tài),沒(méi)有反向恢復(fù)損耗;
- 開(kāi)關(guān)管關(guān)斷為硬關(guān)斷,存在關(guān)斷損耗;
- fs>fr時(shí),諧振電路的電壓超前于電流,呈感性。
2、參數(shù)變化仿真
2.1、fs頻率變化仿真
2.1.1、開(kāi)關(guān)頻率125kHz
2.1.2、開(kāi)關(guān)頻率150kHz
2.1.3、開(kāi)關(guān)頻率175kHz
2.1.4、開(kāi)關(guān)頻率200kHz
2.1.5、開(kāi)關(guān)頻率225kHz
2.1.6、開(kāi)關(guān)頻率250kHz
2.1.7、開(kāi)關(guān)頻率275kHz
2.1.8、開(kāi)關(guān)頻率300kHz
隨著開(kāi)關(guān)頻率的增加,輸出電壓、輸出功率同比例降低。
2.2、輸入電壓變化仿真
2.2.1、輸入500V
2.2.2、輸入600V
2.2.3、輸入700V
2.2.4、輸入800V
2.2.5、輸入900V
因是開(kāi)環(huán)仿真,輸入電壓增加,輸出電壓也同步增加。
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
輸出負(fù)載增加,輸出電壓、輸出功率增加。
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
諧振電感越大,輸出電壓越小。
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
諧振電容越大,輸出電壓越大,與諧振電感的變化,互為對(duì)偶關(guān)系。
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
從上表數(shù)據(jù),可以得知1uF、10uF的數(shù)據(jù)類似,相差不大。