一种新型正激零电压零电流转换PWM+DCDC变换器

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1、万方数据2007年11月25日第24卷第6期通毪屯碌技术TelecomPowerTechnologiesNov．25，2007，V01．24No．6文章编号：1009—3664(2007)06-0051-04l两嘲舞麓耄一种新型正激零电压零电流转换PWMDC／DC变换器段守圣，王志强(华南理工大学雅达实验室，广东广州510640)摘要：提出一种新型的零电压零电流转换(ZCZvT)的正激拓扑。拓扑工作频率为300kHz，能实现主开关管的零电压开通(zvS)和零电流关断(z(葛)，同时辅助开关管也能实现零电流关断(ZCS)，且变压器的磁通复位不需要辅助绕组。文章进行了拓扑的稳态分析，并且讨论了谐振

2、电路的参数设计。最后，在研制一台48V输入、12V／100W输出样机的基础上，实验验证这种新型正激ZCZ、，TPWMDC—DC变换器的软开关特性。关键词：正激变换器；软开关；零电压零电流转换(zcZ、厂r)中图分类号：TN86。TN712文献标识码：AANovelForwardDE／DCConverterwithZCZVTDUANShou-sheng。WANGZhi-qiang(SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Anovelzero-current-zero-voltagetransition(ZCZ

3、VT)forwardconverterispresentedinthispaper．Theproposedconverterisoperatingat300kHzandprocessesthefeaturesofbothzero—voltagetransition(ZVT)atturnonandzero—currenttransition(ZCT)attumoffforthemainswitch．Theauxiliaryswitchalsoachieveszero—currentswitc-hing(ZCS)．ThefluxoftransfoITllercanberesetwithoutter

4、tiarywinding．Thesteady—stateanalysisanddesignconsider-ationsareinvestigatedindetailinthiswork．For48Vinputand12V100Woutput，flprototypeoftheproposedconverterfor300kHzswitchingisbuilttoverifythetheoreticalanalysisofsoftswitching．Keywords：forwardconvener；softswitching；zero‘。currentandzero。。voltagetransi

5、tion(ZCZVT)0引言提高工作频率可以大大提高变换器的功率密度，但提高频率会增加开关损耗，降低效率。而使用软开关技术[1]可以克服上述缺陷，零电压开通(ZVS)、零电流关断(ZCS)、零电压转换(ZVT)和零电流转换(ZCT)应用于PWM变换器的情况在相关文献中已有大量详细论述。众所周知，零流与零压转换(ZCZ-VT)[2．33技术最近已应用于boost变换器中，使变换器实现零电压与零电流两种转换。但ZCZVT软开关技术在隔离变换器方面的应用，尚未得到很好的研究，故本文提出一种新型的ZCZVT正激变换器，其能够同时实现主、辅管的软开关。该新型拓扑由传统的PWM正激拓扑与谐振电路组成，谐振

6、电路内设一辅助开关管，其作用为控制谐振过程。在一个开关周期内辅助开关管开关两次，也即谐振电路共发生两次谐振，使主管实现ZVS与ZCS。由于主开关管能够实现ZVS开通与ZCS关断，而辅助开关管也能实现ZCS关断，其效率比传统正激拓扑有很大的提高。为验证新型拓扑的优越性，研制了输入48V，输出12V，功率100W，工作频率300kHz的收稿日期：2007-06-08作者简介：段守圣(1983一)，男，江西上饶人，硕士研究生，研究方向为电力电子装置与系统。ZCZVT正激变换器样机。实验结果表明，本文提出的新型拓扑能同时达到主、辅管的软开关。1电路简介研制的ZCZVT正激拓扑如图1所示，它由两个部分组

7、成，一为传统的无复位绕组的PWM正激电路，另一部分为虚线内的辅助谐振网络。正激变换器由双绕组变压器，励磁电感L。与两个输出整流二极管D，、D2构成。输出低通滤波器由Lo与C0组成，R为电阻负载。谐振电路由谐振元件c5、L，、Cr及辅助开关管S，组成，开关管S，控制谐振的通断。二极管D，、D4分别用来钳住电感电流iⅢ与电容电压"UCr。本文提出的软开关变换器中，主开关管S能够实现ZVS开通，ZCS关