目前,电镀电源应用正变得越来越普遍,人们对其质量的要求越来越高。随着半导体技术的进步,电镀电源逐渐变得更加高效和强大,使得电镀电源具有更高的功率密度,更快的响应和更小的尺寸。
然而,传统的PWM转换技术是硬切换模式,开关损耗大,器件温度过高,严重制约了开关电源工作频率的提高,不能满足要求。该软开关技术具有降低开关电力电子器件功耗,提高开关频率,减少电磁干扰,改善设备工作环境的优点。
在过去的10年里,它是国际电力电子领域的热点。因此,采用软开关技术研究大功率高频软开关电镀电源是电镀工艺的必然发展。
基本的ZVS PWM DC-DC相移全桥变换器通过使用变压器的漏感或初级侧的串联电感和功率管或外部电容器的寄生电容来实现零电压开关。它是一种具有优异性能的移相全桥转换器。
两个桥臂的开关管在零电压软开关的条件下工作,开关损耗小,结构简单,电源小型化,高频率发展。趋势。
然而,相移全桥ZVS转换器存在诸如难以实现滞后桥臂ZVS,次级侧的占空比损耗和整流桥的寄生振荡的问题。针对上述问题,国内外各种文献提出了各种拓扑电路。
由可饱和电抗器Ls和隔直流电容器Cb实现的零电压,零电流全桥相移PWM软开关电路是ZVZCSPWM电路中使用最广泛的电路。如图1所示。
在图4中,C1和C2分别是功率开关管VTW1和VTW2的并联电容,Lk是变压器的漏电感。它简单,高效,易于实现,并且可以在各种负载变化范围内进行软切换,非常适合将IGBT用作功率器件的低压和中压,大电流输出的应用。
实现ZVZCS移相全桥变换器磁滞臂软开关的关键是复位初级电流。有许多方法可以实现电流复位,可以考虑在变压器的初级侧或次级侧添加辅助电路。
全桥ZVZCS相移变换器根据辅助电路的位置分为两类。第一类转换器的辅助电路位于主变压器的初级侧,通过引入阻断电压源,初级电流在续流期间复位为零。
第二类型转换器的辅助电路位于次级侧,并且通过引入反向阻断电压源并将其反射到初级侧,在续流时段期间复位初级侧电流。为了进一步提高大功率电镀电源的工作频率,效率和减小体积,本文对大功率电镀电源ZVS和ZVZCS PWM DC-DC相移全桥的工作原理进行了对比分析。
转换器和各种改进的电路,并讨论它们。两者之间的差异和各自的场合。
通过分析可以看出,ZVS相移全桥电路具有ZVS的缺点,占空比损耗和软开关条件的矛盾,以及滞后臂轻负载时整流器的寄生振荡。针对每个缺陷提出相应的拓扑电路。
ZVZCS相移全桥电路可以在宽负载范围内实现软开关,但复位电流需要时间,难以实现高频,需要改善滞后臂的ZCS条件。在本文中,从变压器的初级侧或次级侧添加了两个辅助电路。
方面实现滞后臂ZCS。