改進型全橋移相ZVS-PWMDC/DC變換器

改進型全橋移相ZVS-PWMDC/DC變換器

摘要：介紹了一種能在全負(fù)載范圍內(nèi)實現(xiàn)零電壓開關(guān)的改進型全橋移相ZVS－PWMDC/DC變換器。在分析其開關(guān)過程的基礎(chǔ)上，得出了實現(xiàn)全負(fù)載范圍內(nèi)零電壓開關(guān)的條件，并將其應(yīng)用于一臺48V/6V的DC/DC變換器。

引言

移相控制的全橋PWM變換器是在中大功率DC/DC變換電路中最常用的電路拓?fù)湫问街�一。移相PWM控制方式利用開關(guān)管的結(jié)電容和高頻變壓器的漏電感作為諧振元件，使開關(guān)管達(dá)到零電壓開通和關(guān)斷。從而有效地降低了電路的開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲，減少了器件開關(guān)過程中產(chǎn)生的電磁干擾，為變換器提高開關(guān)頻率、提高效率、降低尺寸及重量提供了良好的條件。同時保持了電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡潔、控制方式簡單、開關(guān)頻率恒定、元器件的電壓和電流應(yīng)力小等一系列優(yōu)點。

移相控制的全橋PWM變換器存在一個主要缺點是，滯后臂開關(guān)管在輕載下難以實現(xiàn)零電壓開關(guān)，使得它不適合負(fù)載范圍變化大的場合[1]。電路不能實現(xiàn)零電壓開關(guān)時，將產(chǎn)生以下幾個后果：

1）由于開關(guān)損耗的存在，需要增加散熱器的體積；

2）開關(guān)管開通時存在很大的di/dt，將會造成大的EMI；

3）由于副邊二極管的反向恢復(fù)，高頻變壓器副邊漏感上的電流瞬變作用，在二極管上產(chǎn)生電壓過沖和振蕩，所以，在實際應(yīng)用中須在副邊二極管上加入R－C吸收。

針對上述問題，常見的解決方法是在變壓器原邊串接一個飽和電感Ls，擴大變換器的零電壓開關(guān)范圍[2][3]。但是，采用這一方法后，電路仍不能達(dá)到全工作范圍的零電壓開關(guān)。而且，由于飽和電感在實際應(yīng)用中不可能具有理想的飽和特性，這將會導(dǎo)致：

1）增加電路環(huán)流，從而增加變換器的導(dǎo)通損耗；

2）加重了副邊電壓占空比丟失，從而增加原邊電流及副邊二極管電壓應(yīng)力；

3）飽和電感以很高的頻率在正負(fù)飽和值之間切換，磁芯的損耗會很大，發(fā)熱嚴(yán)重。

改進型全橋移相ZVS?PWMDC/DC變換器是針對上述缺點所提出的一種電路拓?fù)鋄4][5][6]。它通過在電路中增加輔助支路，使開關(guān)管能在全部負(fù)載范圍內(nèi)達(dá)到零電壓開關(guān)，它在小功率（

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