全桥移相控制技术(精)

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移相全桥原理

移相全桥原理

移相全桥原理
移相全桥原理是一种常见的电子电路设计原理,广泛应用于各种电子设备中。

它通过合理的电路设计和相位控制,实现了信号的精确移相和合成,为电子设备的正常工作提供了重要支持。

下面将详细介绍移相全桥原理的工作原理和应用。

移相全桥原理的核心是利用电容和电感的特性,通过改变电路中的频率和相位
来实现信号的移相和合成。

在移相全桥电路中,通常包括两个相位移动的全桥电路,通过控制输入信号的频率和相位,可以实现对输出信号的精确控制。

在移相全桥原理中,电容和电感是起到关键作用的元件。

电容可以存储电荷并
且能够根据电压的变化来改变电流的大小,从而实现对信号的移相。

而电感则可以存储能量,并且能够根据电流的变化来改变电压的大小,也可以实现对信号的移相。

通过合理地设计电容和电感的参数,并且通过控制输入信号的频率和相位,可以实现对输出信号的精确控制。

移相全桥原理在电子设备中有着广泛的应用。

在通信系统中,移相全桥原理可
以用于信号的合成和解调,从而实现信号的传输和接收。

在功率变换器中,移相全桥原理可以用于控制输出电压和电流的大小,从而实现对电力的精确控制。

在医疗设备和科学仪器中,移相全桥原理也有着重要的应用,可以用于实现对信号的精确测量和控制。

总的来说,移相全桥原理是一种重要的电子电路设计原理,通过合理地设计电
路和控制输入信号的频率和相位,可以实现对输出信号的精确控制。

它在各种电子设备中有着广泛的应用,为这些设备的正常工作提供了重要支持。

希望通过本文的介绍,可以更好地理解移相全桥原理的工作原理和应用。

移相全桥

移相全桥

iit0t1 t2t3 t4t5t6 t7t8 t9t8 t9t0(1) t0时刻在此时刻,开关T1与T4已经导通,电源E经开关T1、谐振电感L、负载变压器T和开关T4回地,向负载输出电流i1。

其中谐振电感L为外加电感与变压器漏感之和,电感T为从副边等效过来的电感,其数值要远大于谐振电感L。

从t0直到t1,电流i1缓升。

电路等效为:(2) t1时刻在t1时刻,开关T1断开,电流i1上升到最高点。

由于电感电流不能突变,电流i1仍然从左到右流动,幅值缓降。

由于开关T1断开,此电流向C1充电,同时从C3抽取电流,使A点电位下降,电路等效为:(3) t 11时刻在t 11时刻, A 点电位下降到0电位之下,二极管D 3导通嵌位,电流i 1进一步缓降,电路等效为:(4) t 2时刻在t 2时刻,开关T 3栅控信号开启,T 3被0电压导通。

t 1到t 2为超前臂死区时间。

如果死区时间比较短,t 2可能发生在t 11之前;反之如果死区时间比较长,也可能发生在t 11之后。

无论那种情况,只要此时开关两端电压足够低,都可以认为达到0电压开启的目标。

一般情况下,超前臂实现0电压开启相对比较容易。

当开关T 3栅控信号开启时,只要电流方向为向上,开关T 3被反偏,开关并没有真正导通,直到反偏过程结束。

t 2时刻之后,A 与B 两点电位均为0,A(5) t 3时刻t 3时刻,开关T 4栅控信号消除,T 4被关断。

由于左右两臂均失去主要通道,续流电流i 1将急速下降,这将导致变压器副边两个整流二极管同时导通(图中未表达),等效于变压器T 短路。

因此续流回路只剩下谐振电感L 与C 2和C 4。

此时续流电流i 1也会向C 4充电,同时从C 2抽取电流,使B 点电位上升。

电路等效为:(6) t 31时刻如果前一阶段续流电流i 1仍然足够强,可使B 点电位上升到超过电源电压E ,这时二极管D 2导通嵌位,电流i 1会进一步急降,电路等效为:BB(7) t 32时刻t 31时刻之后,续流电流i 1会急剧下降到0,使B 点电位保持在电源电压E 。

移相全桥原理

移相全桥原理

移相全桥原理移相全桥原理是一种电子电路设计中常用的技术,它可以实现信号的移相和相位差的调节。

在许多应用中,移相全桥原理都有着重要的作用,比如在功率变换器、谐振器和通信系统中都可以看到它的身影。

本文将介绍移相全桥原理的基本概念、工作原理和应用场景。

首先,我们来看一下移相全桥原理的基本概念。

移相全桥原理是基于全桥拓扑结构的,它由四个开关管组成,分别是S1、S2、S3和S4。

这四个开关管按照一定的规律进行开关控制,可以实现输入电压的变换和相位的调节。

通过合理地控制开关管的通断,可以实现输入电压的逆变、变压、变频等功能,从而满足不同场合的需求。

移相全桥原理的工作原理主要是通过对开关管的控制来实现信号的移相。

在正常工作状态下,S1和S4是互相导通的,S2和S3也是互相导通的。

这样就形成了一个闭合的回路,电压可以在这个回路中进行变换。

当S1和S4导通时,输入电压的正半周可以通过S1导通,然后经过负载,最后通过S4导通回到电源。

而在同一时间,S2和S3是断开的,不影响电路的工作。

当S2和S3导通时,输入电压的负半周可以通过S3导通,然后经过负载,最后通过S2导通回到电源。

这样,就实现了输入电压的变换和相位的调节。

移相全桥原理在实际应用中有着广泛的用途。

首先,它可以用于功率变换器中,实现对电压、电流和频率的控制。

其次,它可以用于谐振器中,实现对谐振频率的调节。

此外,它还可以用于通信系统中,实现对信号相位的调节。

总之,移相全桥原理在电子电路设计中有着重要的地位,它为各种应用提供了灵活的电压变换和相位调节功能。

总结一下,移相全桥原理是一种基于全桥拓扑结构的电子电路设计技术,它通过对开关管的控制实现信号的移相和相位差的调节。

在功率变换器、谐振器和通信系统中都可以看到它的身影,为这些应用提供了灵活的电压变换和相位调节功能。

希望本文对大家理解移相全桥原理有所帮助。

ZVS移相全桥

ZVS移相全桥

原边电流下冲过零后负向增大(t4-t5)(原边电流仍不足以
提供负载电流)
原边电流负半周功率输出过程(t5-t6)
移相控制全桥零电压开关PWM变换器的 主要波形
遇到的问题
不熟悉saber仿真软件
下一步工作
1继续学习saber软件。 2进一步学习全桥变换器的主要元件的选择
和参数设置。(输入滤波电容、高频变压 器、输出滤波电感、输出滤波电容) 3 进一步了解UC3875芯片的内部结构及外 围电路参数设置 4 驱动电路的选择和设置
移相全桥ZVS DC/DC变换器设计变换器的 主要波形
移相控制技术
这种控制方式是要求Q1和Q2轮流导通,各 导通180电角度,Q3和Q4也是这样,但Q1 和Q4不同时导通,若Q1先导通,Q4后导 通,两者导通差()电角,其中Q1和Q2分别 先于Q4和Q3导通,故称Q1和Q2组成的桥 臂为超前桥臂,Q3和Q4组成的桥臂为滞后 桥臂。
移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器有十二种开关模 态,由于正负半周从原理上大体对称,我们仅说明正半周 的六个模态。
1)原边电流正半周功率输出过程(0-t0)
超前桥臂谐振模式(t0-t1)
原边电流钳位续流过程(t1-t2)
滞后桥臂谐振模式(t2-t3)
电感储能回馈电源模式(t3-t4)
什么是软开关技术?
在开关管开通前,使其电压下降到零,这就是零 电压开通。在开关管关断时,限制电压的上升速 率,从而减少电流和电压的重叠区,这就是所谓 的零电压关断。
PWM DC/DC全桥变换器的基本工作原理
T1~T4是四支主功率管,D1~D4是主功率 管的反并联二极管,TR是输出变压器,其 原副边绕组匝数比K=N1/N2,VD1和VD2 是输出整流二极管,Lf和Cf是输出滤波电感 和电容,RL是负载,输入电源电压为Vin, 输出直流电压为Vo。

全桥移相PWM开关电源的数字化控制方案(精)

全桥移相PWM开关电源的数字化控制方案(精)

第 45卷第 9期 2011年 9月电力电子技术Vol.45, No.9September 2011Power Electronics图 2主电路图定稿日期 :2011-05-16作者简介 :石宏伟 (1978-, 女 , 江苏江阴人 , 讲师 , 研究方向为电子技术应用和高频开关电源的设计与应用。

1引言近年来, 随着数字技术的不断发展, 数字控制越来越多地被引入开关电源的设计中。

数字控制克服了以往全桥移相 PWM 开关电源 DC/DC电路中模拟控制芯片存在的误差、老化、温度影响、漂移、非线性不易补偿等缺点,提高了电源的灵活性、适应性和可靠性 [1]。

在此对全桥移相 PWM 开关电源的数字化控制方案进行了研究,在分析主电路和控制电路各环节理论的基础上设计了一款数字控制方式的 20kHz 全桥移相 PWM 开关电源,并应用 Pspice 仿真软件对开关电源主电路的运行情况进行了仿真,仿真和实验结果均表明系统设计可行, 性能指标基本可以满足设计要求。

2PWM 开关电源的 DSP 实现方案该开关电源主要由主电路和以 DSP 为核心的控制电路组成。

控制电路主要包括 DSP 数字控制器、 IGBT 驱动电路、检测电路、保护电路以及辅助电源电路, 如图 1所示。

2.1主电路的设计图 2示出主电路 [2]。

U dc 为 220V 单相交流电源经整流滤波后的输出直流电压,经由 VT 1~VT 4构成的逆变电路产生高频开关脉冲,再经高频变压器, 在次级线圈感应出交变的方波脉冲, 由全波整流电路和 LC 滤波器消除高频成分、电流冲击并减小电路的纹波系数, 得到所需的恒定直流电压。

逆变电路采用单相全桥逆变器结构, 4个功率开关器件 IGBT 在 DSP 控制回路作用下作周期性的开关动作,将直流电压逆变成频率为 20kHz 的脉冲电压。

采用 PWM 方式保持开关频率不变,全桥移相 PWM 开关电源的数字化控制方案石宏伟(江阴职业技术学院, 电子信息工程系,江苏江阴214433摘要 :提出全桥移相 PWM 开关电源的 DSP 实现方案框图, 对其主电路和控制电路的硬件电路及参数估算进行了详细设计, 并对其数字控制系统的软件设计方法进行了研究, 全面介绍了一种全桥移相 PWM 开关电源的数字化控制方案。

移相全桥的12种模式!

移相全桥的12种模式!

移相全桥的12种模式!1.单相半波模式:在这种模式下,只有一个开关管工作,其余的开关管都关闭。

这种模式可以实现基本的相位移动。

2.单相全波模式:这种模式下,两个对角线上的开关管工作,其余的开关管都关闭。

相对于半波模式,全波模式能够提供更大的相位变化范围。

3.串联模式:在此模式下,两对对角线上的开关管都工作,所以电压是串联的。

这种模式可以实现频率的倍增。

4.并联模式:在这种模式下,两对对角线上的开关管都工作,所以电压是并联的。

这种模式可以实现频率的降低。

5.三相半波模式:这种模式下,只有一个相位移动,因此只有一个开关管工作,其余的开关管都关闭。

这种模式常用于三相电路的控制。

6.三相全波模式:在这种模式下,两个对角线上的开关管工作,其余的开关管都关闭。

相对于半波模式,全波模式能够提供更大的相位变化范围,并且能够实现三相电路的控制。

7.三相并联模式:这种模式下,六个开关管都工作,相对于并联模式,可以提供更大的功率。

8.三相串联模式:这种模式下,六个开关管都工作,相对于串联模式,可以提供更大的功率。

9.长周期模式:这种模式下,开关频率较低,可实现较长周期的频率和相位变化。

10.短周期模式:这种模式下,开关频率较高,可实现较短周期的频率和相位变化。

11.反向移位模式:在这种模式下,相位的变化是相反的。

12.多级变频模式:在这种模式下,可以通过串联多个移相全桥电路来实现更大范围的频率变换。

以上是移相全桥的12种模式。

不同的模式可以实现不同的功能,例如相位移动、频率变换、三相电路控制等。

在实际应用中,可以根据需要选择合适的模式来满足系统的需求。

移相全桥的原理及设计

移相全桥的原理及设计

移相全桥的原理及设计移相全桥是一种常见的电子电路,它广泛应用于交流电路的相位移动和频率变换中。

本文将介绍移相全桥的原理和设计。

1.原理移相全桥通过改变输入信号的相位,将信号的频率从一个频带转换到另一个频带。

它由四个二极管和四个电容器组成,分别被称为D1、D2、C1和C2、移相全桥的基本原理是利用电容器和二极管的非线性特性,将输入信号的相位转换为输出信号的相位。

当输入信号的频率为f1时,移相全桥将其转换为f2的信号输出。

2.设计步骤1:选择元器件选择适当的二极管和电容器是移相全桥设计的第一步。

为了确保稳定的输出,二极管和电容器应具有较低的漏电流和电容器值。

步骤2:确定频率范围根据设计要求确定输入和输出信号的频率范围。

这将有助于选择适当的二极管和电容器,并确定所需的电容器值。

步骤3:计算电容器值根据所需的频率范围和移相全桥的工作原理,计算所需的电容器值。

通常,电容器值可以使用以下公式计算:C=1/(2πfR)其中C为电容器值,f为所需频率,R为电阻。

步骤4:确定电阻值根据所需的电容器值和移相全桥的工作原理,确定所需的电阻值。

电阻值可以使用以下公式计算:R=1/(2πfC)其中R为电阻值,f为所需频率,C为电容器值。

步骤5:布局和连接电路根据设计要求,在电路板上布局和连接移相全桥电路。

确保电容器和二极管正确连接并连接到适当的地线和电源。

步骤6:测试和优化在连接移相全桥电路之前,进行测试以确保输出满足设计要求。

如果输出不正确,则进行调整和优化,例如更改电容器或二极管的数值。

在实际应用中,移相全桥可以用于音频频率的变换,相位控制和交流电路的频率调整等。

由于其简单但有效的原理和设计,移相全桥在电子电路中得到广泛应用。

总结:移相全桥通过改变输入信号的相位,将信号的频率从一个频带转换到另一个频带。

它由四个二极管和四个电容器组成,并利用电容器和二极管的非线性特性实现相位转换。

移相全桥的设计包括选择元器件、确定频率范围、计算电容器值、确定电阻值、布局和连接电路以及测试和优化等步骤。

全桥移相控制技术

全桥移相控制技术

全桥移相控制技术的重大进步LTC3722-1/-2相移式PWM控制器提供了全桥零电压开关(ZVS)能做高效率转换的全部控制功能。

自适应方式的ZVS电路延迟功能将开启信号提供给每个MOSFET以克服各个元件的偏差,手动设置延迟的方式,可使二次侧同步整流的驱动信号直接做到开启延迟。

LTC3722-1/-2的特色还在于调节同步整流时序,以便达到最佳效率。

UVLO 调节输入电压加上后,使系统有精确的开启及关断电压。

LTC3722-1为峰值电流型控制方式,可准确调节斜率补偿及前沿削隐。

LTC3722-2采用电压型控制并具备电压前馈功能。

此外,两款IC还有极低的起动电流及工作电流。

都有完整的保护功能,并采用24Pin的表面贴装式外型结构。

各引脚功能说明如下:(3722-1/-2)SYN.(1Pin)振荡器的同步输入及输出功能端.同步输入的阈值为1.9V。

同时与CMOS及TTL逻辑兼容,此端接一支5.1K电阻到地。

DPRG.(2Pin) 对不履行ZVS传输延迟时进行调节,接一电阻到VREF以便设置输出端A.B.C.D的最大开启延迟,其正常电压为2V。

RAMP.(NA/Pin2) 对LTC3722-2输入到相位调制比较器,RAMP上的电压内部电平移到650mV。

CS (3Pin)对LTC3722-1,逐个电流脉冲过流限制比较器输入,斜率补偿电路的输出,通常为300mV阈值,超过650mV时动作。

COMP(Pin4) 误差放大器的输出,倒相输入进到相位调制器。

RLEB (Pin5/NA) 前沿消隐的定时电阻,用一个10K到100K电阻调节可以从40ns到310ns的电流检测信号的前沿消隐。

推荐采用一个±1%电阻,LTC3722-2则有固定消隐时间,大约80ns。

FB (6pin) 误差放大器反相输入端,这里为LTC3722的反馈电压输入,通常为1.204V.SS (7Pin) 软起动(重启延迟)电路的定时电容,从SS到GND接一支电容,给一斜波(LTC3722-1)或一占空比。

移相全桥控制策略

移相全桥控制策略

移相全桥控制策略是一种在电力电子系统中常用的控制方法,主要应用于隔离型DC/DC变换器。

这种控制策略的基本思想是通过调节开关器件(如MOSFET)的导通时间,以实现输出电压的稳定和效率的优化。

移相全桥控制策略的关键在于调节原边MOSFET间的移相角,从而调节输出电压。

在移相全桥控制策略中,通常利用MOSFET漏源极寄生电容和变压器的漏感谐振,实现四个MOSFET的零电压开关(Zero Voltage Switching, ZVS)。

这种零电压开关技术可以显著减小开关损耗,提高整机的效率。

此外,移相全桥控制策略还可以通过改变开关频率来调节输出电压,以适应不同的负载条件。

为了实现上述控制策略,可以采用数字方法进行控制,例如基于DSP进行编程。

在实现输出期望占空比和软启动等基本功能的基础上,可以加入交错控制以减小输出纹波。

此外,动态死区和载波动态移位的设置也有利于减小负载较小时MOSFET电压尖峰以及加快突变时输出的动态响应。

然而,移相全桥控制策略也存在一些挑战。

例如,移相全桥DC/DC变换器是一个非线性时延的系统,因此传统的线性控制方式可能无法在所有工作点都具有良好的控制性能。

此外,器件的差异与老化也可能导致与设计的数学模型产生偏差,影响移相全桥变换器输出特性的恶化。

为了解决这些问题,可以研究输入电压、负载功率、开关频率、变压器原边等效谐振电感变化对系统稳定性和动静态性能的影响,并设计鲁棒性变增益控制器以增强系统对外部扰动与内在参数变化的鲁棒性。

以上信息仅供参考,如需更多关于移相全桥控制策略的信息,建议咨询相关领域的专家或查阅相关文献。

移相全桥电路原理

移相全桥电路原理

移相全桥电路原理移相全桥电路是一种常用的电子电路,它可以实现信号的移相和放大,广泛应用于电子设备和通信系统中。

在本文中,我们将介绍移相全桥电路的原理和工作原理,以及它的应用和特点。

移相全桥电路由四个二极管和四个电容器组成,它可以将输入信号进行移相处理,并且可以实现信号的放大。

移相全桥电路的原理是利用二极管的导通特性和电容器的充放电特性来实现信号的移相和放大。

当输入信号经过移相全桥电路时,首先经过一个二极管,然后经过一个电容器,再经过另一个二极管,最后经过另一个电容器。

在这个过程中,二极管和电容器会对信号进行移相处理和放大,最终输出移相和放大后的信号。

移相全桥电路的工作原理是利用二极管的导通特性和电容器的充放电特性来实现信号的移相和放大。

当输入信号经过二极管时,二极管会将正半周波的信号导通,而将负半周波的信号截止。

当信号经过电容器时,电容器会对信号进行充放电,从而实现信号的移相和放大。

通过这样的过程,移相全桥电路可以实现对输入信号的移相和放大处理。

移相全桥电路具有许多优点,首先,它可以实现对输入信号的移相和放大处理,从而可以满足不同应用场合的需求。

其次,移相全桥电路的结构简单,成本低廉,易于制造和维护。

再次,移相全桥电路的性能稳定,工作可靠,适用于长时间稳定工作的场合。

在实际应用中,移相全桥电路被广泛应用于各种电子设备和通信系统中。

例如,在无线通信系统中,移相全桥电路可以用于信号的移相和放大处理,从而可以提高信号的质量和稳定性。

在音频设备中,移相全桥电路可以用于音频信号的处理和放大,从而可以提高音频设备的性能和音质。

总之,移相全桥电路是一种常用的电子电路,它可以实现信号的移相和放大,广泛应用于各种电子设备和通信系统中。

通过对移相全桥电路的原理和工作原理的了解,我们可以更好地理解它的应用和特点,从而更好地应用它来满足不同应用场合的需求。

全桥移相原理

全桥移相原理

全桥移相原理
全桥移相原理主要涉及电力电子变换技术,特别是在DC/DC变换器中的应用。

全桥移相电路通常由四个开关管(如IGBT)组成,它们按照一定的时间顺序切换导通和截止状态,从而在负载上产生交流电压。

移相控制是通过改变开关管的切换时间来调节输出电压的波形和脉冲宽度,进而达到调节输出电压的目的。

具体来说,移相控制将一个完整的周期分成若干个相位,在每个相位中确定哪些开关管应该导通、哪些应该截止。

通过精确控制每个相位的导通和截止时间,可以实现对输出电压和频率的精确控制。

在全桥移相电路中,四个开关管分为超前桥臂(一般是左半桥)和滞后桥臂(一般是右半桥)。

开关管的导通关断时间恒定,但导通顺序会有相移,从而使共导时间随相移的变化而变化。

这种相移控制可以改变输出电压的脉冲宽度,从而调节输出电压的大小。

此外,全桥移相电路还可以利用变压器的漏感和功率管的寄生电容产生谐振,实现开关器件的零电压开通,以消除开通损耗并提高电路效率。

总的来说,全桥移相原理是一种通过控制开关管的切换时间和相位来调节输出电压的电力电子变换技术。

它在电源控制、电机驱动等领域具有广泛的应用。

全桥移相式控制PWM变换技术的研究

全桥移相式控制PWM变换技术的研究

第一章软开关技术发展的概述§1.1引言电源有如人体的心脏,是所有用电设备的动力。

但电源却不像心脏那样形式单一。

因为,标志电源特性的参数有功率、电压、频率、噪声及带载时参数的变化等等;在同一参数要求下,又有体积、重量、形态、效率、可靠性等指标,并按此去“塑造”完美的电源,因此电源的形式是多种多样的。

按电力电子学的习惯称谓,AC-DC(AC表示交流电,DC表示直流电)称为整流,DC-AC称为逆变,AC-AC称为交-交变频,DC-DC称为直流-直流变换。

其中为达到转换目的,手段是多样的。

六十年代,开发了半导体器件,并用此器件为主实现这些转换。

电力电子学从此有了迅速发展。

广义地说,凡用半导体功率器件作为开关,将一种电源形态转变成为另一形态的主电路都叫做开关变换器电路[1]。

在DC-DC变换器中,都要使用电子开关。

在80年代前主要使用的是晶闸管(SCR)作为开关器件。

到1980年,传统的电力电子器件已由普通晶闸管衍生出了快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管等,从而形成了一个晶闸管大家族。

与此同时,各类晶闸管的电压、电流、dv/dt、di/dt等参数定额均有很大提高,开关特性也有很大改善。

传统的电力电子器件已发展到相当成熟的地步。

从理论上讲,这类器件在电压、电流两个方面仍有很大的发展自由度,但是实际上却存在着两个制约其继续发展的重要因素。

一是控制功能上的欠缺,因为它通过门极只能控制开通而不能控制关断,所以称之为半控型器件。

要想关断这种器件必须另加用电感、电容和辅助开关器件组成的强迫换流电路,这样将使整机体积增大、重量增加,效率降低;二是因为它立足于分立元件结构,工作频率难以提高,一般情况下难以高于400Hz,因而大大地限制了它的应用范围。

由于上述两个原因,以半控型器件晶闸管为代表的传统电力电子器件的发展已处于停滞状态。

这就要求新一代电力电子器件及其变换电路尽快取代旧的传统电力电子技术。

移相控制双有源全桥直流变换器的研究

移相控制双有源全桥直流变换器的研究

移相控制双有源全桥直流变换器的研究随着能源需求的不断增长以及可再生能源的快速发展,直流变换器作为电力电子技术的重要一环,在能量转换和功率传递中扮演着重要的角色。

其中,双有源全桥直流变换器是一种受关注的研究热点。

本文将对双有源全桥直流变换器的移相控制进行研究,并对其原理、应用和未来发展进行探讨。

1.双有源全桥直流变换器的概述双有源全桥直流变换器是一种由两个独立的能源源供电的变换器,通过桥臂的控制实现电能的转换和传递。

相较于传统的单一能源供电变换器,双有源全桥直流变换器具有更高的运行效率和更好的系统灵活性。

它在电力系统中具有广泛的应用,例如电力传输、电动车充电和微电网等领域。

2.移相控制原理和方法移相控制是双有源全桥直流变换器中一种重要的控制策略,通过控制两个不同能源的相位差,有效地实现能量流的控制。

其基本原理可分为主动式移相和被动式移相两种。

主动式移相是指通过控制电源的输出频率和相位来实现移相控制;被动式移相是指通过控制负载的电流和电压来实现移相控制。

3.双有源全桥直流变换器的应用双有源全桥直流变换器在可再生能源领域有着广泛的应用。

例如,它可以应用于风力发电系统中,通过对风机输出功率和转速进行控制,实现能量的最大捕获。

此外,它还可以用于太阳能发电系统中,控制太阳能电池板的输出功率和工作状态。

4.双有源全桥直流变换器的未来发展随着新能源技术的不断进步和需求的增长,双有源全桥直流变换器的发展也面临许多挑战和机遇。

未来的研究方向主要包括增强系统的稳定性和可靠性、提高能量的转换效率和减少系统的损耗等。

同时,结合智能电网技术和大数据分析,优化控制策略,进一步提升双有源全桥直流变换器的性能和应用。

总结:本文对双有源全桥直流变换器的移相控制进行了研究,分析了其原理、应用和未来发展。

随着能源转型和电力系统的改革,双有源全桥直流变换器将在可再生能源和能源互联网等领域发挥越来越重要的作用。

希望本文对读者对双有源全桥直流变换器的理解与认识有所帮助。

全桥移相控制技术(精)

全桥移相控制技术(精)

全桥移相控制技术的重大进步LTC3722-1/-2相移式PWM控制器提供了全桥零电压开关(ZVS)能做高效率转换的全部控制功能。

自适应方式的ZVS电路延迟功能将开启信号提供给每个MOSFET以克服各个元件的偏差,手动设置延迟的方式,可使二次侧同步整流的驱动信号直接做到开启延迟。

LTC3722-1/-2的特色还在于调节同步整流时序,以便达到最佳效率。

UVLO调节输入电压加上后,使系统有精确的开启及关断电压。

LTC3722-1为峰值电流型控制方式,可准确调节斜率补偿及前沿削隐。

LTC3722-2采用电压型控制并具备电压前馈功能。

此外,两款IC还有极低的起动电流及工作电流。

都有完整的保护功能,并采用24Pin的表面贴装式外型结构。

各引脚功能说明如下:(3722-1/-2)SYN.(1Pin)振荡器的同步输入及输出功能端.同步输入的阈值为1.9V。

同时与CMOS及TTL逻辑兼容,此端接一支5.1K电阻到地。

DPRG.(2Pin) 对不履行ZVS传输延迟时进行调节,接一电阻到VREF以便设置输出端A.B.C.D的最大开启延迟,其正常电压为2V。

RAMP.(NA/Pin2) 对LTC3722-2输入到相位调制比较器,RAMP上的电压内部电平移到650mV。

CS (3Pin)对LTC3722-1,逐个电流脉冲过流限制比较器输入,斜率补偿电路的输出,通常为300mV阈值,超过650mV时动作。

COMP(Pin4) 误差放大器的输出,倒相输入进到相位调制器。

RLEB (Pin5/NA) 前沿消隐的定时电阻,用一个10K到100K电阻调节可以从40ns 到310ns的电流检测信号的前沿消隐。

推荐采用一个±1%电阻,LTC3722-2则有固定消隐时间,大约80ns。

FB (6pin) 误差放大器反相输入端,这里为LTC3722的反馈电压输入,通常为1.204V.SS (7Pin) 软起动(重启延迟)电路的定时电容,从SS到GND接一支电容,给一斜波(LTC3722-1)或一占空比。

全桥移相控制技术

全桥移相控制技术

全桥移相控制技术全桥移相控制技术是一种常用于直流交流转换器中的控制技术,可以有效地调整输出电压的大小和相位。

它在工业和电力系统中得到广泛应用,具有高效、稳定和可靠的特点。

本文将介绍全桥移相控制技术的原理、应用和优势。

一、全桥移相控制技术的原理全桥移相控制技术是利用电力电子器件的开关特性,通过改变开关的触发角来控制输出电压的大小和相位。

全桥移相控制电路由四个开关管和一个变压器组成,其中两个开关管被称为上桥臂开关管,另外两个开关管被称为下桥臂开关管。

通过控制上桥臂和下桥臂的开关状态,可以实现输出电压的正负极性控制。

在控制电路中,引入一个相位移动的信号,通过控制信号的相位来改变开关管的触发角,从而实现输出电压的相位移动。

全桥移相控制技术广泛应用于交流调压、交流调频、交流电机驱动和无线能量传输等领域。

在交流调压中,通过控制全桥移相控制电路的触发角,可以实现对输出电压的精确调节,满足不同负载要求。

在交流调频中,全桥移相控制技术可以实现对输出频率的调节,用于变频器和无线电调频设备中。

在交流电机驱动方面,全桥移相控制技术可以实现对交流电机的精确控制,提高驱动效率和运行稳定性。

在无线能量传输中,全桥移相控制技术可以实现对电能的高效传输,应用于无线充电和无线供电系统中。

三、全桥移相控制技术的优势全桥移相控制技术具有以下几个优势:1. 高效性:通过控制开关管的触发角,可以实现对输出电压的精确控制,提高系统的转换效率。

2. 稳定性:全桥移相控制技术可以实现对输出电压的稳定调节,使系统在不同负载下都能保持稳定的输出。

3. 灵活性:通过改变控制信号的相位,可以实现对输出电压的相位移动,满足不同应用的需求。

4. 可靠性:全桥移相控制技术采用的是电力电子器件进行控制,具有高可靠性和长寿命的特点。

5. 精确性:全桥移相控制技术可以实现对输出电压和相位的精确控制,满足对电能质量要求较高的应用场景。

四、总结全桥移相控制技术是一种常用于直流交流转换器中的控制技术,通过改变开关管的触发角来控制输出电压的大小和相位。

全桥移相控制技术

全桥移相控制技术

全桥移相控制技术全桥移相控制技术是一种常用于交流电源和直流电源转换的控制方法。

它通过控制半桥拓扑或全桥拓扑的开关管的通断,实现对输出电压的调节。

全桥移相控制技术具有调节范围广、输出电压稳定等优点,在电力电子领域得到广泛应用。

全桥移相控制技术的工作原理是通过改变开关管的导通时间来改变输出电压的大小。

在全桥拓扑中,有两个开关管通过交替导通来产生输出电压。

通过改变两个开关管的导通时间差,可以改变输出电压的相位。

当两个开关管的导通时间相等时,输出电压的相位为0度;当两个开关管的导通时间差为180度时,输出电压的相位为180度。

通过不断调节导通时间差,可以实现对输出电压的精确控制。

全桥移相控制技术的实现需要一个相位移控制电路,它可以根据输入信号的频率和幅值来计算出开关管的导通时间差。

常见的相位移控制电路有脉冲宽度调制(PWM)控制电路和直接数字频率合成(DDS)控制电路。

脉冲宽度调制控制电路通过比较器和计数器来实现开关管的导通时间控制;直接数字频率合成控制电路则通过数字信号处理器(DSP)来实现导通时间的计算和控制。

这些相位移控制电路可以根据不同的应用需求进行选择和设计。

全桥移相控制技术在电力电子领域有着广泛的应用。

在交流电源和直流电源转换中,全桥移相控制技术可以实现对输出电压的精确控制,提高电源的效率和稳定性。

在交流电力传输中,全桥移相控制技术可以实现对电力的调节和传输,提高电力传输的稳定性和可靠性。

在交流电机驱动中,全桥移相控制技术可以实现对电机转速和转向的控制,提高电机的运行效率和响应速度。

除了在电力电子领域,全桥移相控制技术还可以应用于其他领域。

在光通信中,全桥移相控制技术可以实现对光信号的调制和解调,提高光通信的传输速率和可靠性。

在无线通信中,全桥移相控制技术可以实现对无线信号的调制和解调,提高无线通信的传输距离和抗干扰能力。

在医疗器械中,全桥移相控制技术可以实现对医疗信号的控制和处理,提高医疗器械的精确性和安全性。

全桥移相ZVS-PWM

全桥移相ZVS-PWM

改进型全桥移相ZVS-PWM DC/DC变换器摘要:介绍了一种能在全负载范围内实现零电压开关的改进型全桥移相ZVS-PWMDC/DC变换器。

在分析其开关过程的基础上,得出了实现全负载范围内零电压开关的条件,并将其应用于一台48V/6V的DC/DC变换器。

关键词:全桥DC/DC变换器;零电压开关;死区时间引言移相控制的全桥PWM变换器是在中大功率DC/DC变换电路中最常用的电路拓扑形式之一。

移相PWM控制方式利用开关管的结电容和高频变压器的漏电感作为谐振元件,使开关管达到零电压开通和关断。

从而有效地降低了电路的开关损耗和开关噪声,减少了器件开关过程中产生的电磁干扰,为变换器提高开关频率、提高效率、降低尺寸及重量提供了良好的条件。

同时保持了电路拓扑结构简洁、控制方式简单、开关频率恒定、元器件的电压和电流应力小等一系列优点。

移相控制的全桥PWM变换器存在一个主要缺点是,滞后臂开关管在轻载下难以实现零电压开关,使得它不适合负载范围变化大的场合[1]。

电路不能实现零电压开关时,将产生以下几个后果:1)由于开关损耗的存在,需要增加散热器的体积;2)开关管开通时存在很大的di/dt,将会造成大的EMI;3)由于副边二极管的反向恢复,高频变压器副边漏感上的电流瞬变作用,在二极管上产生电压过冲和振荡,所以,在实际应用中须在副边二极管上加入R-C吸收。

针对上述问题,常见的解决方法是在变压器原边串接一个饱和电感Ls,扩大变换器的零电压开关范围[2][3]。

但是,采用这一方法后,电路仍不能达到全工作范围的零电压开关。

而且,由于饱和电感在实际应用中不可能具有理想的饱和特性,这将会导致:1)增加电路环流,从而增加变换器的导通损耗;2)加重了副边电压占空比丢失,从而增加原边电流及副边二极管电压应力;3)饱和电感以很高的频率在正负饱和值之间切换,磁芯的损耗会很大,发热严重。

改进型全桥移相ZVS PWMDC/DC变换器是针对上述缺点所提出的一种电路拓扑[4][5][6]。

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全桥移相控制技术的重大进步LTC3722-1/-2相移式PWM控制器提供了全桥零电压开关(ZVS)能做高效率转换的全部控制功能。

自适应方式的ZVS电路延迟功能将开启信号提供给每个MOSFET以克服各个元件的偏差,手动设置延迟的方式,可使二次侧同步整流的驱动信号直接做到开启延迟。

LTC3722-1/-2的特色还在于调节同步整流时序,以便达到最佳效率。

UVLO调节输入电压加上后,使系统有精确的开启及关断电压。

LTC3722-1为峰值电流型控制方式,可准确调节斜率补偿及前沿削隐。

LTC3722-2采用电压型控制并具备电压前馈功能。

此外,两款IC还有极低的起动电流及工作电流。

都有完整的保护功能,并采用24Pin的表面贴装式外型结构。

各引脚功能说明如下:(3722-1/-2)SYN.(1Pin)振荡器的同步输入及输出功能端.同步输入的阈值为1.9V。

同时与CMOS及TTL逻辑兼容,此端接一支5.1K电阻到地。

DPRG.(2Pin) 对不履行ZVS传输延迟时进行调节,接一电阻到VREF以便设置输出端A.B.C.D的最大开启延迟,其正常电压为2V。

RAMP.(NA/Pin2) 对LTC3722-2输入到相位调制比较器,RAMP上的电压内部电平移到650mV。

CS (3Pin)对LTC3722-1,逐个电流脉冲过流限制比较器输入,斜率补偿电路的输出,通常为300mV阈值,超过650mV时动作。

COMP(Pin4) 误差放大器的输出,倒相输入进到相位调制器。

RLEB (Pin5/NA) 前沿消隐的定时电阻,用一个10K到100K电阻调节可以从40ns 到310ns的电流检测信号的前沿消隐。

推荐采用一个±1%电阻,LTC3722-2则有固定消隐时间,大约80ns。

FB (6pin) 误差放大器反相输入端,这里为LTC3722的反馈电压输入,通常为1.204V.SS (7Pin) 软起动(重启延迟)电路的定时电容,从SS到GND接一支电容,给一斜波(LTC3722-1)或一占空比。

(LTC3722-2),在过载条件下,SS放电到地,然后重新起动。

NC (8Pin) 空脚,接到GND。

PDLY (9Pin) 被动臂的延迟电路输入,PDLY通过一分压器接到桥的左腿,(自适应ZVS型)而在固定ZVS型,在PDLY上有0~2.5V之间的电压,给被动腿调节固定的ZVS延迟时间。

SBUS.(10Pin) 线路电压检测输入,SBUS接到主直流电压反馈,采用一分压器,用于自适应ZVS控制,电压分压器设计成产生1.5V于SBUS上,如果SBUS接到VREF,则LTC3722-1/-2成为固定ZVS延迟型。

ADLY (11Pin) 主动臂的延迟电路输入,ADLY通过一分压器接到右腿,(自适应ZVS型)。

而在固定ZVS型,在ADLY上有0~2.5V之间的电压,调节固定的ZVS延迟时间给主动腿的传输。

UVLO.(12Pin) 调节系统开启及关断的输入电压值,正常情况UVLO的阈值为5V。

UVLO接到主DC输入系统,通过一分压器执行。

当UVLO的阈值超出时,LTC3722的软启动开始,一个10uA电流去调节系统的滞留电压量,系统的工作窗口的水平可以用改变电阻分压器来调节。

SPRG (13Pin) 接电阻到GND,来设置关断延迟时间给同步整流的驱动输出,正常工作时其电压约为2V。

VREF.(14Pin) 5V基准输出,VREF可供出18mA电流给外电路,VREF要1uf电容做旁路耦合。

OUTF.(15Pin) 与OUTB及OUTC一起给出50mA同步整流驱动。

OUTE (16Pin) 与OUTA及OUTD一起给出50mA同步整流驱动。

OUTD (17Pin) 给桥路主动腿(低边)50mA驱动信号。

Vcc (18Pin) 电路供电电压输入,其为10.25V的并联式稳压器。

在Vcc电压达到足够高时,Vcc并联稳压器导出电流,欠压比较器阈值即超出,一旦Vcc并联稳压器开启,Vcc即能降到6V以上的维持工作。

OUTC (19Pin) 给桥路主动臂(高边)供50mA驱动。

OUTB (20Pin) 给桥路从动腿(低边)供50mA驱动。

OUTA (21Pin) 给桥路从动臂(高边)供50mA驱动。

PGND (22Pin) LTC3722的功率地要接瓷介电容作旁路。

GND (23Pin) LTC3722的控制电路公共端,也要接旁路电容。

CT (24Pin) 振荡器的定时电容,要选用低ESR的瓷介电容。

LTC3722的内部等效电路如图1所示。

图1 LTC3722的内部等效电路工作过程描述:相移全桥PWM方式.传统的全桥开关电源拓扑,最常用于大功率隔离式或脱线电源。

虽然它需要多加两个开关元件。

但其能输出更大功率,又有较高的效率,且变压器体积比单端方式的都小。

开关还有较小的电压及电流应力。

全桥变换器还提供固有的变压器磁芯自动复位及平衡。

因而可有最大占空比,进一步提高效率,而软开关的全桥,可进一步改善性能提高效率。

其开关波形如下面图3。

这种零电压开关(ZVS)技术展示出寄生元件在做成软开关模式中所产生的作用。

LTC3722-1/-2控制的相移式PWM控制器,提供了更强的功能,以便简化设计,达到ZVS软开关的目的,主要特色有:(1)真实的自适应及准确的ZVS方式,达到更高的效率和更高的占空比利用能力,减小或消除外部的调整。

(2)固定ZVS能力。

增强了对二次侧控制,简化了外部电路。

(3)内部产生驱动信号以调整二次侧的倍流同步整流。

(4)调节前沿消隐,防止不稳定状态,减少外部CS的滤波元件。

(5)可调斜率补偿,消除外部胶合电路。

(6)实现最佳的电流型控制,减小起动过冲,使系统从故障中迅速恢复。

(7)可方便调整系统的UVLO,达到准确的起动电压。

结果,LTC3722使ZVS的电路拓扑有了更广泛的应用,包括了在低压及中小功率场合的各种应用。

LTC3722控制器在IC外部用功率开关组成全桥结构,功率变压器的初级绕组接在桥的两个开关结点上。

在每个振荡周期,由功率开关使其分别接到输入电源的VIN 和地,LTC3722反复地以振荡器频率的1/2控制开关,每次驱动占空比都少于50%,其交叉交越时间由LTC3722相位调制,外部的开关A和C需要高边驱动电路,低边的驱动给B和D,以及驱动二次侧的E和F以边界隔离,数据表中给出驱动元件的详细数据。

变压器的二次侧电压由变压器匝比给出,很象BUCK 变换器,由二次方波整流滤波后得到稳定的直流电压。

开关传输相移式全桥可以用下面四个工作状态来描述,关键是要了解ZVS状态怎样出现,要用细节描述。

变压器的每一个全周期都有两个清晰的周期传递功率到二次侧输出,及两个自由回转期,外部桥的两边都有不同的工作特性。

这对于设计在宽负载范围内都达到ZVS传输十分重要。

桥的左腿若作为被动腿,此时右腿可认做主动腿。

下面描述为何会有这些现象出现。

状态1(Power pulse 1).传输功率如图2所示,状态1开始,MA,MD及MF导通,而MB,MC及ME关断。

在MA,MD导通时,整个输入电压加到变压器初级绕组。

二次电压V1N/N加到电感L01左边。

且电流逐渐加大,在此周期内初级电流大约等于输出电感电流除以匝比,加上磁化电流。

在此状态结束时,MD关断,ME导通。

图2 LTC3722的ZVS工作状态状态2(主动过渡及自由运转)MD关断后,相位调制比较器过渡。

在此间隔,MD上的电压开始上升,逐步到输入电压VIN。

变压器磁化电流及折回的输出电感电流参与此作用。

这是由于MC及MD输出电容Coss的上升斜率,吸收回路电容及变压器绕组间寄生电容,主动腿电平从地上升到VIN,其时间取决于负载电流,变压器磁能要大于电容能量。

即是1/2(LM+L1)IM>1/2*2*Coss*V1N2。

最坏情况出现在负载电流为零时,2 这个条件通常很容易满足,在传输期间磁化电流基本恒定。

由于磁化电感有正压加到其上,经历从低到高的期间。

由于腿由此电流源为主动驱动,因此称为主动或线性驱动。

当主动腿上的电压达到V1N时,MOSFET MC在ZVS状态下导通,初级电流现在流过两支高边的MOSFET (MA和MC)。

变压器二次绕组在此时段内短路。

ME及MF也导通,如正向电流流过Lo1和Lo2一样长。

变压器初级电感也在短路状态,MA和MF在状态2结束时关断。

状态3(被动过渡阶段)MA在振荡周期结束时关断,在此时,在MA/MB结点上的电压逐渐下降到GND。

驱动变压器的能量限于初级的漏感,加上串入的谐振电感,其通过电流为(Imeg+Iout/2N),磁化及输出电感没有贡献任何能量,由于其已经短路,有效地减少了可能出现的能量。

这就是主动及被动传输的主要区别。

如果储存在漏感及磁化电感中的能量大于电容能量, 过渡阶段会成功地完成。

在此阶段增加的反转电压加到漏感及磁化电感,协助整个初级电流衰减。

电感能量于是谐振传至电容元件。

因此,被动或谐振期间,假设此阶段有足够的电感能量供给桥路腿到地。

所需时间大约为π*(LC /2)1/2 。

当从动腿上的电压接近地电平时,MOSFET MB受令在ZVS状态下导通,在漏感及外串电感中的电流连续增加,但输出电感电流极性反转,改换了方向。

二次绕组正向偏置,新的功率脉冲开始过来。

电流反转所需时间减小了最大占空比的效应。

必须要考虑到变压器的匝比。

如果ZVS 需要在整个加载范围,就需串入一个小电感放在初级被动腿回路中。

由于漏感通常没有足够的能量去保证ZVS在整个负载范围实现。

状态4(传输功率2)在第二次功率传输期间。

在初级绕组中功率传输1的电流为正方向的话,则初级电流由折算到电感的输出电流及初级磁化电感电流组成。

在状态4结束时,MOS MC 关断,又一个过渡过程开始,与状态2极为相似,但是方向相反。

图3 LTC3722的工作波形图零电压开关(ZVS)因需要无损开关传输能量,特别希望全桥MOSFET在ON状态时源漏电压为0,延迟开启结果会导致低效率。

它们会流过体二极管。

为此造成开启时为硬开关状态。

为此要防止开启时的硬开关增加噪声及功耗。

LTC3722控制IC监视输入电压及两桥臂结点处的电压,当所希望的零电压条件达到时,即给出开关命令,这种直接检测技术提供了最佳的开启延迟时间,而不管输入电压的高低,也不管负载的大小,也不问元件的偏差,直接检测技术需要简单的分压器检测网络来执行。

如果没有足够的能量完整地交换使桥腿达到ZVS 条件,LTC3722就自动地越过直接检测并强制过渡,越过或不执行的延迟时间由DPRG到VREF加一电阻来调节。

LTC3722接成自适应模式的延迟检测时采用监测三个点,即ADLY,PDLY和SBUS,ADLY及PDLY检测主动及被动延迟腿的电压,特别是如图4示出的分压点。

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