如图1(a)为组合方案I应用于Buck转换器的等效电路,其中并联RCD网络属于关断吸收电路,串联电感Lv属于开通吸收电路。在开通时,电路的工作类似如图2所示的仅串联电感妍的开通吸收电路。所不同的是,开关管电流还包括Cv的放电电流。但在开关管关断时,电路的工作原理完全不同于图3所示的并联RCD关断吸收电路。图1(b)所示为并联RCD网络、串联Lv后,开关管关断过程的电压、电流波形。
在图1(a)所示的电路中,开关管的关断过程可以分为四个阶段,图1(c)给出了这四个阶段的等效电路。分析如下:
t=0时,Uc(0)=0,iv=I。,uv(o)=0;t=tf时,iv(tf)=0;t=t1时,uv(t1)=Ui,iL(t1)=I。;t=t2时,iL(t2)=0.
(1)0<t<tf,电流iv下降阶段:uc(0)=0。iv下降,uv上升,iL=I。,二极管D关断,Lv和输出滤波电感Lf等效为恒流源;二极管Dv导通,电容Cv和开关管V直接关联,V等效为电流源iv(注意:iv在下降)。
(2)tf<t<t1,电容Cv叵流充电阶段:uC(tf)《Ui,iv=0,电路等效为Cv和电流源I。串联,电流源Ⅰ。对Cv恒流充电,uC=uv。
(3)t<t1<t2,LC串联谐振阶段:uc(t1)=Ui,uv>Ui,,二极管D导通,iL下降,Lv、Cv谐振,uv振荡上升。
(4)t>t2,衰减振荡阶段:iL(t2)=0,过零后继续谐振下降,Cv对Rv放电,二极管Dv截止,Rv、Lv、Cv串联谐振,但Rv使振荡过程衰减很快,uv=uc十ur,uv由Ui+△Uv谐振下降到Ui,,电流iL从负值谐振到零。
由此式可知,吸收电路参数Cv、Lv的选择对关断电压尖峰大小有较大的影响。
组合吸收电路每开通和关断,其储能元件Lv和Cv的能量将释放在电阻Rv上消耗掉。总共消耗的功率为:
例如,开关转换器的开关频率fs=⒛kHz,输入电压Ui=400 V,输出电流I。=50 A,Lv=1.2uH,Cv=0.066 uF,代入L式计算BI彳导Pv=130 W。
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