一种新的移相全桥零电压开关pwm变换器

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1、通馋电源术2010年1月25日第27卷第1期TelecornPowerTechnology文章编号：1009—3664(2010)01—0001—03研耕开发：一种新的移相全桥零电压开关PWM变换器杨幼松，申群太(中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410083)摘要：对于移相全桥零电压开关PWM变换器，在全负载范围内实现所有开关器件零电压开关和减少占空比丢失之间是矛盾的。如果在电路中增加一个辅助电路，根据负载情况在续流期间为滞后桥臂的零电压开关提供能量，能在全负载范围内实现所有开关器件的零电压开关和减少占空比丢失，但电路中存在严重的环流问题

2、。文中提出新的拓扑结构通过增加一个双向开关和相应的驱动电路，有效地减少了环流带来的损耗。实例分析和仿真验证了这种拓扑的优点。关键词：移相全桥；环流；零电压开关；占空比丢失中图分类号：TN86。TM46文献标识码：AANewPhase——ShiftFull—BridgeZero——Voltage——SwitchingPWMConverterYANGYousong，SHENQun-tai(InstituteofInformationScienceandEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha41008

3、3，China)Abstract：ItisconflictedbetweenachievingZVSofallswitchesinanextendedloadandreducinglOSSofthedutyey—cleinthephase-shiftfull—bridgeZVSPWMconverter．ThelossofthedutycyclecanbereducedandZVSofallswitchesinanextendedloadcanbeachievedbyprovidingenergyforZVSaccordingtOtheload

4、level，whereasthereisaseriouscirculatingcurrentprobleminthecircuit．Theproposedtopologyinthispaperreducesthecirculatinglosseffectivelybyaddingabidirectionalswitchandrelateddrivecircuit．Caseanalysisandsimulationresultvalidatetheadvantagesofthistopology．Keywords：phase-shiftfull

5、bridgeconverter；circulatingcurrent；zerovoltageswitching；dutycyclelOSS不仅减少了占空比丢失和抑制了输出整流管上的电压1概述尖峰和电压振荡，且能在更宽的负载范围内实现所有移相全桥零电压开关(ZVS)PWM变换器已广泛开关管的ZVS。文献10提出了一种新的移相全桥变应用于大功率开关电源中，它保持了准谐振电路开关换器拓扑结构(如图1)。该拓扑结构解决了硬开关全损耗小、工作于固定开关频率的优点，且与普通硬开关桥电路输出整流管上存在电压尖峰和电压振荡的问全桥电路相比，仅增加了一个谐振电

6、感。在换流时利题，减少了占空比丢失，能在全负载范围内实现所有开用谐振实现开关器件的ZVS，消除了开关损耗，提高关器件的ZVS，并能根据负载情况自动调节南辅助电了电路效率，使电路能工作在更高的频率[3]。路供给的能量。但存在如下缺点：在续流期间，电路中移相全桥ZVSPWM变换器只能在有限的负载环流非常大，损耗严重，降低了变换器效率。范围内实现所有开关器件的ZVS。要在大的负载范本文提出的拓扑结构在文献10中电路拓扑结构围内实现所有开关器件的ZVS，可在变压器原边串联的基础上进行了一些改进，最大程度减轻了存在的环一个大电感，或增加变压器漏感，或外

7、接一个电感。流问题。电感的增加对变换器性能有相当大的影响，会引起占空比的丢失。同时，输出整流管存在反向恢复过程，在输出整流管上产生电压尖峰和电压振荡Hj。在变压器副边加无源RCD缓冲器]或在原边加两个箝位二极管和一个谐振电感l6]可解决副边整流管上存在的电压振荡，但都无法解决占空比丢失的问题。国内外学者提出了一些电路拓扑，利用储存在辅助电路电感中的能量来实现原边所有开关管的ZVS，收稿日期：2(}0910—05作者简介：杨幼松(1984一)，男，湖南湘乡人，中南大学信息科学与工程学院研究生，主要从事电力电子与电力传动的研究。申群太(1944一

8、)，男，湖南衡阳人，教授，博士生导师，研究领域图1文献10提出_的移相全桥变换器拓扑为复杂工业过程的控制与决策。通缱电潦术2010年1月25日第27卷第1期Tele