改進(jìn)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(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)的改進(jìn)型全橋移相ZVS－PWMDC/DC變換器。在分析其開(kāi)關(guān)過(guò)程的基礎(chǔ)上，得出了實(shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍內(nèi)零電壓開(kāi)關(guān)的條件，并將其應(yīng)用于一臺(tái)48V/6V的DC/DC變換器。關(guān)鍵詞：全橋DC/DC變換器；零電壓開(kāi)關(guān)；死區(qū)時(shí)間
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)湫问街弧Ｒ葡郟WM控制方式利用開(kāi)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(kāi)關(guān)管達(dá)到零電壓開(kāi)通和關(guān)斷。從而有效地降低了電路的開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)噪聲，減少了器件開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的電磁干擾，為變換器提高開(kāi)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(shí)保持了電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、控制方式簡(jiǎn)單、開(kāi)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(diǎn)。
移相控制的全橋PWM變換器存在一個(gè)主要缺點(diǎn)是，滯后臂開(kāi)關(guān)管在輕載下難以實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)，使得它不適合負(fù)載范圍變化大的場(chǎng)合[1]。電路不能實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)時(shí)，將產(chǎn)生以下幾個(gè)后果：
1）由于開(kāi)關(guān)損耗的存在，需要增加散熱器的體積；
2）開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)存在很大的di/dt，將會(huì)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(guò)沖和振蕩，所以，在實(shí)際應(yīng)用中須在副邊二極管上加入R－C吸收。
針對(duì)上述問(wèn)題，常見(jiàn)的解決方法是在變壓器原邊串接一個(gè)飽和電感Ls，擴(kuò)大變換器的零電壓開(kāi)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(kāi)關(guān)。而且，由于飽和電感在實(shí)際應(yīng)用中不可能具有理想的飽和特性，這將會(huì)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(huì)很大，發(fā)熱嚴(yán)重。
改進(jìn)型全橋移相ZVS?PWMDC/DC變換器是針對(duì)上述缺點(diǎn)所提出的一種電路拓?fù)鋄4][5][6]。它通過(guò)在電路中增加輔助支路，使開(kāi)關(guān)管能在全部負(fù)載范圍內(nèi)達(dá)到零電壓開(kāi)關(guān)，它在小功率（<3kW）電路中具有明顯的優(yōu)越性。由于在移相控制的全橋PWM變換器中，超前臂ZVS的實(shí)現(xiàn)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，所以本文將不分析超前臂的開(kāi)關(guān)過(guò)程，而著重分析滯后臂在增加了輔助支路以后的開(kāi)關(guān)過(guò)程及其實(shí)現(xiàn)ZVS的條件。
1 改進(jìn)型全橋移相ZVS-PWMDC/DC變換器
1.1電路拓?fù)?/p>
圖1所示是一種改進(jìn)型全橋移相ZVS?PWMDC/DC變換器，與基本的全橋移相PWM變換器相比，它只在滯后臂增加了由電感Lrx及電容
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