雙正激變換器軟開關拓撲的分析與評價

2.2　一種雙正激電路的軟關斷拓撲

　　文獻[4]提出了一種雙正激電路的軟關斷拓撲如圖2所示。通過比開關結電容大得多的諧振電容C1、C2限制開關電壓的上升速度，從而實現開關管的ZVS關斷。由Lr、C1、C2 D3、D4和D5構成的箝位電路是無損的，并能將變壓器漏感所存儲的能量全部返回到輸入電源中。但是開關管開通時，諧振電流從開關管流過，增加了開關管的電流應力，而且開關管為硬開通，對大功率雙正激電路效率的提高有較大的實用價值。

圖2 一種雙正激電路的軟關斷拓撲

2.3　無源ZVT雙正激變換器

　　圖3示出了一種無源ZVT 雙正激變換器[5] ，它通過在變壓器原邊增加輔助電路，實現開關管的零電壓關斷。其工作原理為：當兩個開關管開通時，諧振電容Cr 和諧振電感Lr通過開關S2 及二極管D3諧振，將Cr上的電壓改變極性，在開關管關斷時，由于Cr比開關管的結電容大得多，因此限制了開關管電壓的上升速度，從而實現零電壓關斷。這種變換器的優點是不需要增加有源開關器件，因此電路簡單。但是由于在開關開通時，諧振電流要從下管S2流通，因此增加了下管的電流應力，而且開關管為硬開通,開通損耗較大。

圖3 無源ZVT雙正激變換器

2.4 無損緩沖ZVZCS雙正激變換器

　　文獻[6]提出了一種無損緩沖ZVZCS雙正激電路如圖4所示。通過輔助電感Lr實現開關管的零電流開通，由諧振電容Cr實現開關管的零電壓關斷。該變換器在整個負載范圍內都可以實現軟開關，通態損耗較小，而且緩沖電路是無損的。

圖4 無損緩沖ZVZCS雙正激電路

2.5 帶能量吸收電路的軟開關雙正激變換器

　　文獻[7]提出了一種開關管和副邊整流二極管帶能量吸收緩沖電路的雙正激電路如圖5所示。無損吸收緩沖網絡實現了原邊開關管的零電流開通、零電壓關斷和副邊整流二極管的零電流開通，并且副邊整流二極管不存在電壓尖峰和反向恢復損耗。該電路結構比較復雜，需要附加2套緩沖電路。

圖5 帶能量吸收緩沖電路的軟開關雙正激變換器

2.6 橋臂互感型軟開關雙正激組合變換器

　　文獻[8]提出了一種橋臂互感型軟開關雙正激組合變換器如圖6所示，將兩個雙正激變換器的串聯組合，副邊采用倍流整流電路，適用于高輸入電壓、低壓大電流輸出的場合。開關管承受的電壓僅為輸入直流電壓的一半。利用耦合電感中儲存的能量實現開的零電壓開關，同時采用移相控制技術調節輸出電壓和實現軟開關。由于采用了帶兩個原邊繞組的變壓器，所以能夠使變壓器磁芯工作在雙象限和實現輸入電容電壓的自動均壓。該電路的缺點是每個橋臂上的輔助電路增加了開關管的電流應力，電路的導通損耗比較大，輔助電路較復雜。

圖6 橋臂互感型軟開關雙正激組合變換器

2.7 改進的橋臂互感型軟開關雙正激組合變換器

　　文獻[9]提出了一種改進的橋臂互感型軟開關雙正激組合變換器如圖7所示，不僅具有圖6電路所具有的優點，而且不需要采用圖6電路所示的輔助電路。通過PWM控制開關管的導通和關斷，利用偶合的諧振電感Lr1和Lr2實現開關管的零電壓開通，但是軟開關范圍受一定的限制。由于輸入電容的自動均壓方式是通過原邊電流流經開關管和變壓器在兩個電容之間相互傳遞能量實現的，因而會增加開關管的電流應力和導通損耗。而且副邊整流二極管的電壓應力較大，不適合應用在高輸出電壓場合。該變換器適用于高輸入電壓、低壓大電流輸出的大功率場合。

圖7 改進的橋臂互感型軟開關雙正激組合變換器