ZVS移相全桥变换器设计说明

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感的能量;(2)漏感远远小于输出电感，因此滞后桥臂较超前桥臂实现ZVS更困难;(3)漏感能量与负载有关。负载越大，能量越大;反之越小。在负载较小时，漏感能量不足以使滞后桥臂实现零电压开关，必须采用辅助电路来帮助漏感实现滞后桥臂的零电压开关。

2)滞后桥臂的零电流开关

如果续流状态处于电流复位模式，则当T4关断时，原边电流为零，T4是零电流关断。当T3开通时，由于漏感的存在，原边的电流不能突然增加，而是以一定的斜率增加，因此可以认为T3是零电流开通。同理于T3关断的情况。

从上面的分析可以得到:

(1)在电流复位模式下，滞后桥臂实现zcs ;

(2)滞后桥臂开关管两端不能并联电容，否则在开关管开通时，其并联电容上的电压不能为零，其能量将全部消耗在开关管中，使开关管发热，而且还会在开关管中产生很大的电流尖峰，造成开关管的损坏;

(3)在续流状态时，原边电流回到零后，不能反向增加。否则在开关管开通时，就会产生很大的开通电流尖峰，容易损坏开关管，从而失去了零电流开通的条件。

2.2 PWM DC/DC全桥变换器实现ZVS 两个桥臂实现ZVS

1.实现ZVS的条件要实现开关管的零电压开通，必须有足够的能量用来:

1)抽走将要开通的开关管的外部附加电容上的电荷;

2)给同一桥臂关断的开关管的外部附加电容充电;3)考虑到变压器原边绕组电容，还要有一部分能量用来抽走变压器原边绕组寄生电容CTR上的电荷。也就是说，要实现开关管的零电压开通，必须满足下式

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2.超前桥臂实现ZVS在超前桥臂开关过程中，输出滤波电感与是与谐振电感L;是串连的，此时用来实现零电压开关的能量是滤波电感与与谐振电感Lr中的能量。另外参与谐振的还有变压器的励磁能量Wmag(相对很小，可忽略)，因此要实现超前桥臂的ZVS，只要满足

3.滞后桥臂实现ZVS在滞后桥臂的开关过程中，变压器副边是短路的，此时整个变换器就被分为两部分，一部分是原边电流逐渐改变流通方向，其流通路径由全桥提供;另一部分是负载电流由整流桥提供续流回路，负载侧与变压器原边没有能量传递。此时用来实现ZVS的能量只是谐振电感L，中的能量，如果不满足(2-22)式，那么就无法实现ZVS。即

由于输出滤波电感与不参与滞后桥臂ZVS的实现，较超前桥臂而言，滞后桥臂实现ZVS就困难得多，因为输出谐振电感比输出滤波电感要小得多。

2.3整流二极管的换流情况

在移相控制ZVS PWM DC-DC全桥变换器中，输出整流电路一般有两种，一种是全桥整流方式，一种是全波整流方式。当输出电压比较高，输出电流比较小时，一般采用全桥整流方式。当输出电压比较低，输出电流比较大时，为了减少整流桥的通态损耗，提高变换器的效率，一般采用全波整流方式。无论采用何种整流方式，变压器在副边占空比丢失这段时间里都工作在短路状态，下面分析一下在这一时间段整流二极管的换流情况。

全波整流方式图给出了副边全波整流方式的电路图及其换流波形。

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变压器副边各自电流的参考方向如图所示，这样有

在t2时刻，负载电流流经VD1。在（t2-t5）时段里，变压器原边电流减小，其副边绕组Ls1，的电流也减小，小于输出滤波电感电流，即is1

根据式(2-54)和(2-55)，可以知道整流管的换流情况: 1) (t2， t4)时段，ip >0，流过VD1的电流大于流过VD2的电流，即

2) t4时刻，iP = 0，两个整流管中流过的电流相等，均为负载电流的一半，

3)(t4,t5}时段，iP<0，流过VD1的电流小于流过VD2的电流，

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即

4) ts时刻，ip=-iLf/K , VD2中流过全部负载电流，VD1电流为零，即

此时VD1关断，VD2承担全部负载电流，从而完成整流管的换流过程。

2.4本章小结

移相控制全桥零电压PWM变换器应用广泛，适合大功率、低电压等场合。该变换器利用变压器的漏感和功率管的寄生电容作为谐振元件，使全桥PWM变换器的四个开关管均在ZVS条件下导通。

本章分析了移相控制方式的DC/DC变换器的基本原理，且可以得出以下结论:

1)移相控制零电压PWM变换器工作于零电压开关条件下，因而大大减小了开关损耗，有利于提高开关频率，减小变换器的体积和重量;

2)无论副边是全桥整流方式还是全波整流方式，变压器原副边的电压电流是符合变压器的基本规律的;

3)超前桥臂比滞后桥臂容易实现ZVS ;

4)由于谐振电感串联于主回路中，使得原边电流不能突变，因此副边存在占空比丢失的现象。

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