雙正激變換器軟開關拓撲的分析與評價

　　(1)變換器采用開環控制，在接近100%的等效占空比下工作，變換效率高；(2)可以通過變壓器漏感（或串聯電感）能量實現主開關管的零電壓開通，同時降低了副邊整流二極管的反向恢復損耗，大大提高了效率；(3)輸出濾波電路不含濾波電感，這樣由于輸出濾波電容的箝位作用，大大減小了副邊整流二極管的電壓尖峰。該變換器起著隔離和變壓的作用，輸出電壓隨輸入電壓和負載變化，所以適合應用于輸入電壓變化范圍較小的兩級或多級系統中。

圖20新型的ZVS雙正激組合變換器

　　本文選用這種新型的ZVS雙正激組合變換器，作為高壓直流輸入航空靜止變流器DC/DC級拓撲，采用并-串組合方式成功研制了一臺4KW的DC/DC變換器（實驗電路如圖21）。

圖21變換器實驗電路圖

　　實驗主要數據為：輸入直流電壓：Vin=270V；輸出直流電壓：Vo=360V；D=0.483；變壓器磁芯：雙EE55B。變壓器原副邊變比：K=13：11；變壓器原邊漏感（包括串聯電感）：Ls1= Ls2= Ls3= Ls4=26uH；開關管(S1~S8)：IXTK48N50(Rds(on)=0.10 , Cds=620pF)；原邊續流二極管(D1~D4)：DSEI60-06A；副邊整流二極管(D5~D8)：DSEI60-10A 。輸出濾波電容：Cf1= Cf2=470uF；開關頻率：fs=100kHz。

圖22 ZVS開關波形(2us/div)

（CH1：S1漏源電壓 100V/div；

CH2：S1驅動電壓 20V/div）

圖23滿載時驅動電壓、副邊電壓、電流波形(2us/div) （CH1：S1驅動電壓 20V/div；CH2：變壓器副邊電壓 250V/div；CH3：變壓器副邊電流 10A/div）

　　圖22是開關管S1的驅動電壓和漏源電壓的波形，從圖中可以看出S1實現了ZVS。圖23給出了滿載時副邊電壓和電流的波形。由于輸出濾波電容的箝位，副邊幾乎沒有電壓尖峰。圖24給出了變換器效率和輸出功率的關系曲線，滿載時效率高達95.51%。

圖24 效率與輸出功率的關系曲線

5. 結論

　　本文對應用無源輔助電路、有源輔助電路和不需附加輔助電路的三類雙正激軟開關拓撲進行了系統的分析和評價，并選擇一種新型的雙正激軟開關拓撲作為高壓直流輸入航空靜止變流器的DC/DC級拓撲，成功研制了一臺4KW的樣機，最后給出了實驗結果。本文的分析將有助于在不同的應用場合選擇最合適的雙正激變換器的軟開關拓撲。