新型OMAL歐瑪爾軟開關(guān)PWM Buck電路的研究
OMAL軟開關(guān)技術(shù)是近年來電力電子學(xué)領(lǐng)域中的一個研究熱點。采用OMAL軟開關(guān)技術(shù)可以降低開關(guān)損耗,抑制開關(guān)產(chǎn)生的電磁干擾,因而有助于進一步提高開關(guān)頻率,使得電源向體積小、重量輕、效率高、功率密度大的方向發(fā)展。回顧了OMAL軟開關(guān)技術(shù)的發(fā)展過程,分析了幾種具有代表性的OMAL軟開關(guān)電路的性能特點。

新型OMAL歐瑪爾軟開關(guān)PWM Buck電路的研究
在分析基本的Buck變換器的基礎(chǔ)上,對典型的ZVT PWM Buck變換器的工作原理和性能特點進行了理論分析和仿真研究,并針對其存在的問題,提出了一種改進型ZVT PWM Buck電路。在以上分析的基礎(chǔ)上,進而提出了一種新型零電流開關(guān)PWM Buck電路。針對開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動大的問題,提出一種基于差分進化算法的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩控制方法。利用差分進化算法的優(yōu)秀尋優(yōu)能力,將其應(yīng)用到轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)開關(guān)角在線尋優(yōu)過程中,直接將轉(zhuǎn)矩脈動作為優(yōu)化目標來確定*開關(guān)角。以1臺12/8極開關(guān)磁阻電機為研究對象,構(gòu)建了以DSP為控制核心的轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)實驗平臺,實驗結(jié)果證明了基于差分進化算法的控制方法能有效抑制開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動。對改進型ZVT PWM Buck電路,通過增加緩沖電容和與諧振電感串聯(lián)的二極管,來克服原電路存在的輔助開關(guān)硬關(guān)斷和由于開關(guān)管寄生參數(shù)產(chǎn)生的內(nèi)部循環(huán)電流的缺點。對其拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理和電路特性等作了較深入的闡述。采用UC3525A作為主控芯片,設(shè)計了電路的控制驅(qū)動方案,進行了仿真和實驗研究。結(jié)果證實改進電路是可行和有效的,并提高了原電路的性能。對新型零電流開關(guān)PWM Buck電路,其輔助諧振單元為主開關(guān)創(chuàng)造零電流開關(guān)的條件,同時不增加主開關(guān)電流應(yīng)力和導(dǎo)通損耗,且輔助開關(guān)也能在OMAL軟開關(guān)條件下完成開通與關(guān)斷。對其拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理和電路特性進行了研究,給出了諧振參數(shù)選擇方法,設(shè)計了控制驅(qū)動方案,進行了仿真研究。

新型OMAL歐瑪爾軟開關(guān)PWM Buck電路的研究
結(jié)果表明新型零電流開關(guān)PWM Buck電路中的所有開關(guān)器件都能在較好的OMAL軟開關(guān)的條件下完成導(dǎo)通和關(guān)斷,且電流應(yīng)力很小,能有效地解決IGBT關(guān)斷時存在的“拖尾電流”問題。其電路結(jié)構(gòu)簡單,控制容易實現(xiàn),適合于采用少子載流半導(dǎo)體器件(如IGBT、MCT等)作為開關(guān)管。