一种基于软开关三电平dc／dc开关电源研制

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1、^，I’T～⋯i⋯l1-tU口1■，W2012年11月PowerElectronicsNovember2012一种基于软开关三电平DC／DC开关电源的研制张永春．刘星桥(1．常州工学院，电子信息与电气工程学院，江苏常州213002；2．江苏大学，电气信息工程学院，江苏镇江212013)摘要：提出了一种新型具有无源箝位网络的零电压零电流转换(ZVZCS)半桥三电平直流变换器，其特点是通过次级无源筘位网络实现超前桥臂在一定负载范围内的ZVS和滞后桥臂的ZCS。对变换器工作原理及软开关实现条件进行了详细分析，并在Pspice9．2环境下对变换器进行了仿真实验，结果表明该拓扑能实现所有功率开关管

2、的软开关及二极管的软换流，且次级电压应力较低。在实验样机上进行了测试分析，实验结果与理论分析一致．进一步验证了该新型DC／DC变换器的可行性和正确性。此外，该变换器还在一定程度上改善了传统ZVZCSZ电平变换器的占空比丢失问题，使整机功率损耗小、效率高。关键词：变换器；软开关；三电平；电压应力中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)11-0038—03DevelopmentofaThree·levelDC／DCSwitchPowerSupplyBasedonSoft-switchZHANGYong-chun．LIUXing—qiao(1．Changzho

3、uInstituteofTechnology，Changzhou213002，China)Abstract：Anovelzero—voltageandzero-currentswitching(ZVZCS)half-bridgethree—levelDC／DCconve~erwithpassiveclampingnetworkispresented．Bythesecondarysidepassiveclampingnetwork，theconvenerrealizesleading—bridge’SZVSinacertainrangeofloadandlagging-bridge’SZC

4、S．Theworkingprincipleoftheeonve~erandtheachievingconditionofsoft—switchareanalyzedindetail．ThesimulationresuhsunderPspice9．2showthatitcanachieveZVS／ZCSforalloftheactiveswitchesanddiodes，andithaslowsecondaryvoltagestress．Theexperimentalresultsoftheprototypeareconsistentwiththetheory’Sanalysisandth

5、esimulationresults．itshowstheconverteriSfeasibleandcorrect．Furthermore，itimprovesthedutylosingproblemfacedbytheconventionalZVZCSthree-levelconve~em，thusreducesthelossandimprovestheeficiency．Keywords：converter；soft-switch；three—level；voltagestressFoudationProject：SupportedbyNaturalScienceFoundatio

6、nofJiangsuProvince(No．BK2008228)1引言这里提出一种新型ZVZCS半桥三电平DC／DC变换器．其次级采用了一个简单的无源箝位网络，目前，开关电源正朝着高频、高效、环保等方通过这个无源箝位网络实现了超前桥臂在一定负向发展。与传统拓扑结构相比，三电平变换器由于载范围内的ZVS和滞后桥臂的ZCS。具有开关管电压应力为输入直流电压的一半．适合输入电压较高的场合，输出电压谐波小等优点．2主电路工作原理从而备受关注[1-。此外，伴随着高频化发展。出现图1为新型半桥三电平DC／DC变换器拓扑。了软开关技术，并结合三电平产生了不同拓扑的DC／DC变换器。传统ZVS半桥三电平

7、DC／DC变换VSlJG1VS2J【VD2上2IVDR3————2DA：器轻载时滞后管难以实现ZVS，且开通损耗严重。VDVDtd3ZVZCS变换器消除了ZVS三电平变换器零状态Hl时变压器初级环流，减小了初级通态损耗．同时改CA==Cf=VDVs3VD32IVDR4善了占空比丢失问题，近年来得到了广泛研究[6-7]。G2图1新型ZVZCS半桥三电平变换器拓扑基金项目：江苏省自然科学基金项目(BK2008228)Fig．1Novel