直流直流变换器.ppt

综上所述，uAN仅取决于桥臂A是上半部分导通还是下半部分导通，而与负载电流io的方向无关，因此UAN为：(4-59)式中，ton和toff分别是VTA+的导通时间和断开时间，VDVTA+是开关管VTA+的占空比。类似地， (4-60)因此，输出电压Uo(=UAN-UBN)与变换器的开关占空比有关，而与负载电流io的大小和方向无关。如果变换器同一桥臂的两个开关管同时处于断开的状态，则输出电压uo由输出电流io的方向决定。这将引起输出电压平均值和控制电压之间的非线性关系，所以应该避免两个开关管同时处于断开的情况发生。第31页,共54页，2024年2月25日，星期天全桥式变换器有两种PWM的控制方式：1．双极性PWM控制方式。在该控制方式下，图4-25中的(VTA+，VTB-)和(VTA-，VTB+)被当作两对开关管，每对开关管都是同时导通或断开的。2．单极性PWM控制方式。在该控制方式下，每个桥臂的开关管是单独控制的。与前面几节讨论过的开关变换器不同，全桥式直流-直流变换器的输出电流在负载低的时候，也没有电流断续模式。第32页,共54页，2024年2月25日，星期天4.6.1双极性PWM控制方式在双极性控制方式中，开关管(VTA+，VTB-)和(VTB+，VTA-)被当作两对开关管对待，即两个开关管(VTA+，VTB-)是同时导通和断开的。同一桥臂的两个开关管中，总有一个是开通的。开关控制信号是由正负两个方向变化的三角波与控制电压uco比较得到的。如图4-26所示，当ucoutri，VTB+和VTA-断开，VTA+和VTB-导通；否则VTA+和VTB-断开，VTB+和VTA-导通。第33页,共54页，2024年2月25日，星期天双极性控制方式下的工作过程为：在负载电流比较大的情况下，当ucoutri，触发VTA+和VTB-导通，直流电源经过VTA+、负载和VTB-构成电流回路，输出电压uo=Ud，电流上升；当ucoutri，使VTA+和VTB-断开，触发VTB+和VTA-，由于是感性负载，电流不能突变，因此负载电流经VDB+和VDA-续流，VTB+和VTA-不能导通，输出电压uo=-Ud，同时电流下降；直至下一个周期触发VTA+和VTB-导通。由此循环往复周期性的工作。第34页,共54页，2024年2月25日，星期天在负载电流较小的情况下，在ucoutri，负载电流经VDB+和VDA-续流，uo=-Ud，续流过程中，电流会下降为0，VDB+和VDA-断开，则VTB+和VTA-导通，故直流输入电源Ud经过VTB+、负载和VTA-构成电流回路，电流变负。当ucoutri，控制信号使VTB+和VTA-断开，触发VTA+和VTB-，由于电感电流不能突变，因此负载电流经VDA+和VDB-续流，使VTA+和VTB-不能导通，uo=Ud，同时电流上升，直至电流上升到0，VDA+和VDB-断开，VTA+和VTB-导通，由此循环往复周期性的工作。第35页,共54页，2024年2月25日，星期天图4-26双极性PWM方式时的工作波形第36页,共54页，2024年2月25日，星期天输出电压Uo、占空比D、控制电压uco之间的函数关系(4-66)将式(4-64)代入式(4-66)中得： (4-67)式中式(4-67)表明，与前面介绍的变换器相似，全桥式开关模式变换器输出电压平均值与输入控制信号是线性关系。事实上，当考虑同一桥臂的两个开关管有导通延迟时间时，输出电压Uo与控制电压uco的关系有轻微的非线性。第37页,共54页，2024年2月25日，星期天输出电压的波形显示输出电压从+Ud变到-Ud。这就是为什么称这种控制方式为双极性PWM控制方式的原因。当控制电压uco的大小和极性变化时，式(4-64)中的占空比D1从0到1之间变化，输出电压平均值Uo在-Ud到+Ud之间变化。当Io0时，平均功率从输入Ud向输出Uo传递；当Io0时，平均功率从输出Uo向输入Ud传递。第38页,共54页，2024年2月25日，星期天4.6.2单极性控制方式的PWM三角波与控制电压uco和-uco进行比较以便分别确定桥臂A和桥臂B的开关信号。其控制规则如下:如果ucoutri，则关断VTA-，触发VTA+(4-68a)如果ucoutri，则关断VTA+，触发VTA-