一种新颖的ZVZCS PWM全桥变换器

流的降低，Ch在模态7时不能完全放电，其上电流在t10时刻以前连续地提供给负载，其电压的最大值与最小值之间的差值可通过对自身的放电电流积分来获得，如式（11）所示。
　　
　　式中：Ts为开关周期。
　　
　　由式（11）可以看出，在带轻载的条件下，式（3）
　　
　　所表示的Ch上的电流产生如下变化。
　　
　　从式（12）可以看出，环路电流对吸持电容的充放电随着负载电流的降低而降低，也就是说电流环可根据负载的情况自动进行调整。
　　
　　2电路设计
　　
　　2.1超前臂的ZVS条件
　　
　　为了实现超前臂的ZVS，开关电压应当在死区时间内下降到零，即：
　　
　　tdead>tm4＋tm5
　　
　　
　　
　　;（13）
　　
　　式中：
　　
　　
　　
　　从式（15）可以看出，保证开关管实现ZVS的最小电流可由式（16）得到。
　　
　　
　　
　　不同的吸持电容Ch数值与最大电压值VH所对应的ZVS范围如图4所示。开关管超前臂的关断损耗可通过给IGBT增加外接缓冲电容来减小。从图4还可以看出大电容Ceq对ZVS范围的限制。因此，Ceq的选择应综合考虑ZVS范围和超前臂的开关关断损耗。
　　
　　2.2滞后臂的ZCS条件
　　
　　吸持电容的归一化值如式（17）所示。
　　
　　
　　
　　图5所示为吸持电容不同归一化值所对应的原边电流的复位情况。为了实现滞后臂的ZCS，Ch的能量应该足够大，从而通过Lr使原边电流复位，且原边电流应当在滞后臂关断之前减小到零。从式（11）、式（12）、式（15）、式（16）、式（17）可得到式（18）。
　　
　　
　　
　　从式（18）和图5可以看出，为了确保ZCS，应当增加Ch或VH的值。但是，VH的最大值不能高于输入电压反射到次级的电压Vs/n；同样，大电容Ch增大了环路电流，而环路电流又通过Ch间接加到了负载。综合考虑，软开关在变换器功耗方面的效果不仅与开关损耗的减小有关，还与由软开关引起的附加导通损耗有关。为了获得预期的效率，要求在设计时Ch的值取得越小越好，从而使附加导通损耗最小化。
　　
　　2.3输出耦合电感
　　
　　为了保证辅助电路二极管Dc的软变换，输出耦合电感的漏感Llks应当满足式（19）。
　　
　　
　　
　　式中：Dmin为最小占空比。
　　
　　给Ch充电的谐振电流也耦合到了输出电感电流中，从而增加了输出电容的电流纹波。因此，Llks应当在满足式（19）的条件下尽量取大，以减小谐波电流的有效值。
　　
　　3实验结果
　　
　　为了验证ZVZCSPWM全桥变换器的工作原理和性能，在实验室完成了一台80V/50A，80kHz的样机，其电路如图6所示，参数如下：
　　
　　输入直流电压Vs=630（1±10％）V；
　　
　　图3
　　
　　输出直流电压Vo=80V；
　　
　　变压器原副边匝比N1∶N2=5.33，变压器原边漏感Lr=9μH；
　　
　　输出滤波电容Co=10000μF(电解电容)；
　　
　　输出滤波电感Lf=20μH，N3∶N4=1.12，

《一种新颖的ZVZCS PWM全桥变换器(第3页)》