雙正激變換器軟開(kāi)關(guān)拓?fù)涞姆治雠c評(píng)價(jià)

3.8　廣義軟開(kāi)關(guān)-PWM雙正激變換器

　　廣義軟開(kāi)關(guān)，就是用有源或無(wú)源的無(wú)損吸收電路，使開(kāi)關(guān)過(guò)程軟化，實(shí)現(xiàn)近似零電壓開(kāi)通或近似零電流關(guān)斷，減少開(kāi)關(guān)損耗，同時(shí)降低整流二極管的反向恢復(fù)損耗。它可以達(dá)到與傳統(tǒng)ZVT或ZCT軟開(kāi)關(guān)幾乎相同的指標(biāo)，但比傳統(tǒng)軟開(kāi)關(guān)具有電路簡(jiǎn)單，成本低廉，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。圖15所示是一種廣義軟開(kāi)關(guān)-PWM雙正激變換器[17,18]，原理簡(jiǎn)述如下：主開(kāi)關(guān)管S1、S2以及輔管Sa同時(shí)開(kāi)通，回路中Lr限制了主開(kāi)關(guān)管的電流上升率，減小了開(kāi)通損耗。S1先關(guān)斷，變壓器電流對(duì)C1充電，C1上的電壓不能突變，因此S1電壓上升電壓斜率受到限制，關(guān)斷損耗減小。令Sa先于S2關(guān)斷，當(dāng)S2關(guān)斷時(shí)，器電流對(duì)C2充電，和S1關(guān)斷情況相同，減小了S2的關(guān)斷損耗。該電路的特點(diǎn)是：變壓器和吸收電感的儲(chǔ)能可回饋給電源，輔管Sa可實(shí)現(xiàn)ZVS，S1、S2雖然不是零電壓開(kāi)通，也不是零電流關(guān)斷，但是有源無(wú)損吸收電路有效地軟化了開(kāi)關(guān)過(guò)程。但是吸收電路需增加輔助開(kāi)關(guān)管，控制較復(fù)雜。

圖15 廣義軟開(kāi)關(guān)-PWM雙正激變換器

4. 不需輔助電路的軟開(kāi)關(guān)

圖16 雙橋式ZVS雙正激變換器

4.2 ZVZCS PWM交錯(cuò)并聯(lián)的雙正激組合變換器

　　文獻(xiàn)[20]提出了一種ZVZCS PWM并聯(lián)的雙正激組合變換器如圖17所示，副邊采用耦合的濾波電感以減小空載電流和環(huán)流電流，Ls1、Ls2是變壓器的副邊漏感。通過(guò)PWM控制，不需輔助電路就實(shí)現(xiàn)了S1、S2的ZVS和S3、S4的ZCS，減小了原邊和副邊的空載和環(huán)流電流，降低了通態(tài)損耗。它適合用于高壓輸入、IGBT做開(kāi)關(guān)管的場(chǎng)合。

圖17 ZVZCS PWM交錯(cuò)并聯(lián)的雙正激組合變換器

4.3 新型的ZVZCS雙正激組合變換器

　　文獻(xiàn)[21]提出了一種新型的ZVZCS PWM交錯(cuò)并聯(lián)的雙正激組合變換器如圖18所示。兩個(gè)相同的雙正激變換器在原邊串聯(lián)，采用一個(gè)帶兩個(gè)原邊繞組和兩個(gè)副邊繞組的高頻變壓器，采用PWM技術(shù)減少空載和環(huán)流電流，降低了導(dǎo)通損耗。在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)不需采用任何有源或無(wú)源輔助電路，由變壓器漏感電流實(shí)現(xiàn)了S1、S3的零電壓零電流開(kāi)通、零電壓關(guān)斷，利用漏感電流和環(huán)流電流實(shí)現(xiàn)S2、S4的零電流開(kāi)通、零電壓關(guān)斷。4個(gè)開(kāi)關(guān)管類(lèi)似全橋變換器工作，磁芯元件和濾波器體積都很小。該變換器的優(yōu)點(diǎn)是變壓器原邊側(cè)沒(méi)有環(huán)流存在，但是需要兩個(gè)相同的原邊繞組，銅損較大。此外S2、S4為零電流開(kāi)通，用MOSFET作開(kāi)關(guān)管時(shí)存在容性開(kāi)通損耗。適用于高輸入電壓的大功率場(chǎng)合。

圖18新型的ZVZCS雙正激組合變換器

4.4 ZVS三電平雙正激組合變換器

　　文獻(xiàn)[22]提出了一種新型的ZVS三電平雙正激組合變換器，如圖19所示。它由兩個(gè)雙正激電路串聯(lián)構(gòu)成，經(jīng)過(guò)一個(gè)有兩個(gè)原邊繞組的高頻變壓器實(shí)行隔離輸出。利用集成在高頻變壓器中的副邊漏感，通過(guò)PWM控制實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的ZVS。該變換器的開(kāi)關(guān)管所承受的電壓應(yīng)力為輸入直流電壓的一半，因此適用于高電壓輸入場(chǎng)合。文獻(xiàn)最后給出了采用全波整流和倍流整流的ZVS三電平雙正激組合變換器
圖19 ZVS三電平雙正激組合變換器

4.5 新型的ZVS雙正激組合變換器

　　文獻(xiàn)[23]提出了一種新型的ZVS雙正激組合變換器，如圖19所示。主電路原邊部分由交錯(cuò)并聯(lián)的雙正激組合變換器簡(jiǎn)化而來(lái)，原邊只用兩個(gè)續(xù)流二極管，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。而且采用變壓器的磁集成技術(shù)，高頻變壓器磁芯雙向磁化，提高了磁芯的利用率，進(jìn)一步減小了體積，提高了變換器的功率密度。此外，該變換器還具有如下一些特點(diǎn)：