三电平全桥LLC电路的PWM发波方式

描述

理论上改变频率便可以改变输出电压增益,但是频率不能无限制的增加,一是频率增加,开关器件损耗也增加,另外频率增加,增益容易出现非线性。所以,在低压输出时,我们采用了PWM方式,通过降低占空比的方式来控制流到输出端的能量。

传统的PWM方式采用内管S2/S3保持50%占空比(不考虑死区Td)不变,通过缩短外管S1/S4的占空比来降低输出电压增益,如下示意图:

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图 五 6 传统的PWM发波方式

但是这样做的好处是内管始终保持50%占空比(不考虑死区Td)互补开关,防止桥臂直通,提高可靠性。但缺点是在超前管S1或S4关断,滞后管S2或S3导通续流的时候,续流电流长时间的流过箝位二极管D1或D2。所以,二极管损耗也相应的加大。

为了降低二极管损耗,我们采用另外一种PWM方式,即S1和S2同步调整,S1只比S2提前一个死区Td1时间关断,S3/S4亦是如此,如图(图五‑7)所示。这样,既控制了输出能量,同时流过箝位二极管的电流时间也较短,二极管损耗更小。

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图 五 7 本方案所用的PWM发波方式

综观本方案的两种控制策略,都有一个共同点,那就是外管驱动(PWM1, PWM4)始终只比内管(PWM2, PWM3)提前关断一个很小的时间Td1(ns级)。这样的好处就是,箝位二极管(D1,D2)导通电流的时间也相应很短,因为箝位二极管只是在Td1的时间内导通。因此,二极管所承受的平均电流自然就小,损耗更小,同时,还可以选用更小型号的二极管。

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