帶隔離變壓器的變換器零電流轉(zhuǎn)換方案張方華，嚴仰光南京航空航天大學自動化學院，江蘇南京210016壓器副邊構(gòu)造了和主功率回路并聯(lián)的輔助諧振網(wǎng)絡，在主開關管關斷以前開通主開關管，通過諧振電容的高電壓封鎖副邊整流橋的輸出，使變壓器原邊電流降到零，在全負載范圍內(nèi)實現(xiàn)了主管和輔管的零電流開關。該文以推挽正激變換器為例，進行了詳細的理論分析和關鍵參數(shù)的設計，通過原理樣機的研制證明了這種方案的優(yōu)點。最后給出了應用此種思想實現(xiàn)冗的族變換器拓撲。

　　開關零電流轉(zhuǎn)換；電力電子1引言捉高開關器件的關頻率，減小磁性元件的體枳重是提高功率密度的義鍵技術(shù)。而在硬開關狀態(tài)下，開關頻率的捉高意味著發(fā)損耗的大幅度，加，閃此有必要采軟開關技水。20世紀80年代以來，軟開關技術(shù)以到深廣泛的研宄并取得了迅速發(fā)展，90年代進步提了零轉(zhuǎn)換26以正激推挽電路的研究為平臺1.通過輔助電路構(gòu)成了零電流開關208的正激推挽電路，2.但這種電路的諧振電感在主回路中，增大了導通損耗。本文，加2個單向?qū)O管，把諧振電感。，出主回路，構(gòu)成零電流轉(zhuǎn)換2.正激推挽電路，3.實現(xiàn)了主功率管和輔助開關管的零電流開關。本文實現(xiàn)2，說，思想可以應用到其它有變壓器隔離的拓撲中。

　　2工作原理分析2.1穩(wěn)態(tài)工作基本關系分析。

　　設原邊匝數(shù)產(chǎn)外2=，副邊匝數(shù)況=匝比2=2叭；乃為開關周期，開關頻率=乃；為平均負載電流今為輸出濾波電感為輸出濾波電容；7為負載電阻。

　　電路的穩(wěn)態(tài)工作基本關系和正激推挽電路相同，可參考文5，7.

　　自然關斷。，態(tài)1的持續(xù)時間為尸472.

　　基本關系式為221時刻前，諧振電感電流和諧振電2.2各工作模態(tài)的工作情況電流參考方向。下面通過具體的工作模態(tài)，給出實現(xiàn)軟開關的關鍵波形和控制策略，著重分析實現(xiàn)軟開關的機理。4為電路的工作原理波形，在整個工作周期，該電路有16個模態(tài)。在分析之前，做出以下假設開關管極管為理想器件，電感電容為理想元件；今4；今足夠大，可以看成個電流為的電流源。

　　容電壓都為6時刻以后，副邊感應電壓加在諧振元件10上，和0開始諧振。經(jīng)過乃2到2時刻，經(jīng)最大值14時諧振到零，由于反向通路被，截止，諧振過程被打斷，電壓上升到2〃4，達到最大值。模態(tài)2的持續(xù)時間為Z12流過開關管的電流為2，3從2時刻開始，31自然關斷，保持為2〃不變。副邊電流或者說為負載電流，為正常地PWM開關模態(tài)。7，7l0=v+iC；斷，漏感平均電流4在原邊環(huán)流。負載電流通過，4續(xù)流。時刻81開通，副邊感應電壓心加在副邊漏感4上。，3電流線性上升，2，4電流線性下降。相應地，原邊電流也從，開始線性上升，開關管8是有緩沖的零電流開通的。6時刻，0103中的電流上升到負載電流。，2，43，43時刻零電流開通8電容6；和副邊漏感諧振，副邊輸出電流諧振減小，時刻，心1電流減小到零，電容0上的電壓為模態(tài)4的持續(xù)時間為4，心諧振電容提供負載電流，電容電壓斷81；6時刻電容電壓減小到0.持續(xù)時間流，時刻可零電壓零電流關斷輔助開關管。8時刻零電流開通主開關管82，開始下半個開關周期。下半個開關周期的工作模態(tài)和上半個周期相同，不再贅述。

　　2.3參數(shù)設計諧振元件夂和，1和，的設計由以下3點制約諧振阻抗足夠大，以減小由于心，諧振而給原副邊增加的電流應力。般取這也是2，1方案相對208方案的個優(yōu)點，即增加的諧振電流可以小于最大負載輸出電流響需盡量減小諧振周期這里定義，應能維持較長的提供負載電流的時間，以便主功率管的零電流關斷在控制上容易實現(xiàn)，即，46匪=7，4應足夠長。

　　+=.，這樣由式⑶炸口原邊開關管的最大電流為。32，74.，電流應力增大，但小于208方案中的電流應力。

　　由于諧振過程的工作時間很短，流過整流管的電流有效值變化很小，所以整流管的電流定額基本上不變。由式14可知，諧振電容的電壓為2叱，這樣01的電壓定額要比原來增大1倍。

　　3實驗結(jié)果根據(jù)理論分析，采用此方案，研制成功28.5輸入，75輸出1讓000020丁變換器，開關頻率為100紐2.5給出了輸出電流7，10時的實驗波形5幻中1為原邊開關管81柵源電壓波形；2為輔助開關管柵源電壓波形；3為諧振電容，電壓波形，4為。電流波形。5，3中1為原邊開關管8柵源電壓波形；2為輔助開關管8柵源電壓波形；3為整流極管01電壓波形，4為諧振電感4電流波形。由波形可81開通時，副邊電流有緩沖地上升，副邊電流在81關斷前已降到0，這個電流按匝比折算到原邊，可主功率開關管為有緩沖地開通，208關斷。

　　4乙變換器族將這種201思想應用到常用的隔離型變換器拓撲中，可以得到族零電流開關的變換器拓撲。

　　5結(jié)論木文在提出208實現(xiàn)想的基礎上，增加兩個單向?qū)O管，把諧振電感移出主功率回路，構(gòu)成了零電流轉(zhuǎn)換201的0000變換器。

　　借助輔助網(wǎng)絡的加入，通過諧振，使諧振電容電壓維持高電位，在土功率管關斷以前開通輔助開關管，用這個高電壓封鎖副邊整流橋的輸出，這桿副邊電流在8182關斷以前電流降到零，使得原邊電流也降到零，在全負載范內(nèi)實現(xiàn)主管和輔管的零電流208開關。本文以正激推挽電路為例，進行了詳細的理論分析和關鍵參數(shù)的設計。通過28.5輸75，輸出，0，20丁變換器原理柞機了應用此種圯想實現(xiàn)20丁的族變換器拓撲。