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移相全橋ZVZCSDC/DC變換器綜述
摘要：概述了9種移相全橋ZVZCSDC/DC變換器，簡要介紹了各種電路拓撲的工作原理，并對比了優(yōu)缺點，以供大家參考。關鍵詞：移相控制；零電壓零電流開關；全橋變換器
1概述
所謂ZVZCS，就是超前橋臂實現(xiàn)零電壓導通和關斷，滯后橋臂實現(xiàn)零電流導通和關斷。ZVZCS方案可以解決ZVS方案的故有缺陷，即可以大幅度降低電路內(nèi)部的循環(huán)能量，提高變換效率，減小副邊占空比丟失，提高最大占空比，而且其最大軟開關范圍不受輸入電壓和負載的影響。
圖1
滯后橋臂零電流開關是通過在原邊電壓過零期間使原邊電流復位來實現(xiàn)的。即當原邊電流減小到零后，不允許其繼續(xù)反方向增長。原邊電流復位目前主要有以下幾種方法：
1）利用超前橋臂開關管的反向雪崩擊穿，使儲存在變壓器漏感中的能量完全消耗在超前橋臂的IGBT中，為滯后橋臂提供零電流開關的條件；
圖2
2）在變壓器原邊使用隔直電容和飽和電感，在原邊電壓過零期間，將隔直電容上的電壓作為反向阻斷電壓源，使原邊電流復位，為滯后橋臂開關管提供零電流開關的條件；
3）在變壓器副邊整流器輸出端并聯(lián)電容，在原邊電壓過零期間，將副邊電容上的電壓反射到原邊作為反向阻斷電壓源，使原邊電流迅速復位，為滯后橋臂開關管提供零電流開關的條件。
圖3
2 電路拓撲
根據(jù)原邊電流復位方式的不同，下面列舉幾種目前常見的移相全橋ZVZCSPWMDC/DC拓撲結構，以供大家參考。
圖4
1）NhoE.C.電路如圖1所示[1]。該電路是最基本的移相全橋ZVZCS變換器，它的驅動信號采用有限雙極性控制，從而實現(xiàn)超前橋臂的零電壓和滯后橋臂的零電流開關。這種拓撲結構的缺陷是L1k要折衷選擇，L1k太小，在負載電流很小時，超前橋臂不能實現(xiàn)零電壓開關；L1k太大，又限制了iL1k的變化速度，從而限制了變換器開關頻率的提高。變換器給負載供電方式是電流源形式，電感L1k電流交流變化，輸入電流脈動很大，要求濾波電容很大。該電路可以工作在電流臨界連續(xù)狀態(tài)，但必須采用頻率控制，不利于濾波器的優(yōu)化設計。
圖5
2）ChenK.電路如圖2所示[2][3]。該電路超前橋臂并聯(lián)有串聯(lián)的電感和電容。電感L1和L2很小，不影響開關管的ZVS，但有兩個好處：一是限制振蕩的電流峰值；二是在負載很小，開關管不能實現(xiàn)ZVS時，限制開關管的開通電流尖峰。該拓撲結構利用IGBT的反向擊穿特性，解決了滯后橋臂IGBT關斷時的電流拖尾問題，可以提高IGBT的開關頻率，而且在負載很小時也能實現(xiàn)零電流開關。但是，這個電路也付出了代價，漏感L1k中的能量L1kip2/2和ip反向時漏感L1k中的能量全部消耗在反向擊穿的IGBT中。
圖6
3）原邊加隔直電容和飽和電感的FB-ZVZCS-PWM變換器如圖3[4]所示。它在基本的移相全橋變換器的基礎上增加了一個飽和電感Ls，并在主電路上增加了一個阻擋電容Cb，阻擋電容Cb與飽和電感Ls適當配合，能使滯后橋臂上的主開關管實現(xiàn)零電流開關。在原邊電壓過零階段，飽和電感工作在線
[1] [2] [3]
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