电动汽车DCDC移相全桥变换器整流桥震荡原因及控制.pdf

电动汽车中的DCDC移相全桥变换器是一种广泛应用的电力转换技术，特别是在电动汽车的电池管理系统中。这种变换器能够实现高效能、低损耗的功率转换，但整流桥寄生振荡的问题是其面临的一大挑战。 移相全桥ZVS（Zero Voltage Switching）变换器依赖于变压器的漏感或附加电感与功率管的寄生电容进行零电压开关，同时也支持PWM（脉宽调制）控制。然而，传统设计中，整流二极管在反向恢复过程中会产生高频振荡，导致二极管上出现尖峰电压，增加电路损耗并影响二极管寿命。 整流桥寄生振荡产生的原因是变压器漏感与二极管结电容、变压器绕组电容间的高频谐振。在副边电压变化时，整流桥的二极管由导通转向关断，此时漏感与二极管电容开始谐振，产生振荡。为了抑制这种振荡，通常需要采用缓冲电路，如RC、RCD、主动钳位或二极管钳位电路等。然而，这些方法可能会引入额外损耗或增加电路复杂性。 本文特别关注的是原边加二极管箝位的缓冲电路。这种电路设计在变换器的原边添加了箝位二极管，如图2所示，D5和D6就是这样的箝位二极管。通过这种配置，可以在二极管关断时提供电流路径，从而减少尖峰电压，保护整流二极管。 原边带箝位二极管的全桥变换器工作波形如图3所示，展示了18种开关状态，其中前9种是主要分析的对象。在分析时，假设所有元器件都为理想模型，简化了电路分析。图4进一步展示了箝位二极管在不同开关状态下如何改变电路行为，以抑制寄生振荡。 电动汽车DCDC移相全桥变换器整流桥的寄生振荡问题可以通过精心设计的缓冲电路得到缓解。原边加二极管箝位电路是一种有效的解决方案，它既能抑制振荡，又能避免显著增加电路损耗和复杂性。在实际应用中，对这种电路的深入理解和优化对于提高电动汽车电池系统的效率和可靠性至关重要。