一种新颖的zvzcspwm全桥变换器

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1、一种新颖的ZVZCSPWM全桥变换器

2、第1图1新颖ZVZCSP全桥变换器主电路图为了便于分析变换器的稳定工作状态，而作如下假设：——所有开关管、二极管、电容、电感均为理想元器件；——输出滤波电感Lf足够大，在一个开关过程中可以等效为一个恒流源。在半个工作周期内，变换器有8种开关模态。因为，电流环能够根据负载的变化而作相应的调整，所以，这些开关模态在负载较轻的情况下变化很小。1.1变换器在满载条件下工作假定变换器工作在满载条件下，其各个模态的等效电路及主要波形图如图2和图3所示。500)this.style.ouse

3、g(this)">（a）模态1[t0，t1]（b）模态2[t1，t2]（c）模态3[t2，t3]500)this.style.ouseg(this)">（d）模态4[t3，t4]（e）模态5[t4，t5]（f）模态6[t5，t6]500)this.style.ouseg(this)">（g）模态7[t6，t7]（h）模态8[t7，t8]图2各个开关模态的等效电路500)this.style.ouseg(this)">图3主要波形图1）开关模态1[t0，t1]在t0时刻，开关管S1及S4导通，输入电压Vs加到了变压器

4、的漏感Lr上，原边电流ip从零开始线性增加，在t1时刻，电流ip增加到与输出电感电流值相等。电流ip的变化式如式（1）所示。ip(t)=(Vs/Lr)t（1）2）开关模态2[t1，t2]t1时刻后，开关管S1和S4继续导通，输入功率传到了变压器的次级。辅助线圈的漏感Llks与吸持电容Ch产生谐振，给Ch充电，Ch上的电压及电流可由式（2）及式（3）得到。vch(t)=500)this.style.ouseg(this)">[1－cos(ωst)]（2）ich=－500)this.style.ouseg(this)"

5、>500)this.style.ouseg(this)">sin(ωst)（3）VH=500)this.style.ouseg(this)">（4?式中：ωs=500)this.style.ouseg(this)">；n=N1/N2；m=N3/N4。在t2时刻，Ch上的电压达到最大值VH，同时电流减小为零。为了防止二极管Dd在该工作模态下导通，Ch的最大电压值VH应当设计得比输入电压反射到次级的电压Vs/n小。3）开关模态3[t2，t3]当Ch的充电电流减小到零的时候，Dc零电流关断，Ch上的电压保持在VH。原边电

6、流仍被传递到输出端。4）开关模态4[t3，t4]在t3时刻，S1关断，原边电流给电容C1充电，使C3放电，变压器原边电压vAB开始线性下降，即vAB(t)=Vs－500)this.style.ouseg(this)">t（5）式中：Io为输出电流；Ceq=C1＋C3。变压器的次级电压vsec以相同的速率下降，直到t4时刻其值与Ch上的电压值相等为止。5）开关模态5[t4，t5]当vsec下降到VH时，二极管Dd导通，vsec被箝位在Ch的电压值。变压器的原边电压vAB还以与先前同样的速率下降到零，而vsec则缓慢地

7、下降。在该模态下，因为与原边电压相比，vsec的下降非常缓慢，因此可以把vsec看作常数。变压器次级电压反射到初级上的电压值和初级电压值之差加在了谐振电感Lr上，变压器原边电流和电压分别按式（6）及式（7）规律下降。ip(t)=500)this.style.ouseg(this)">cos(ωbt)（6）vAB(t)=nVH－500)this.style.ouseg(this)">sin(ωbt)（7）式中：ωb=500)this.style.ouseg(this)">。到t5时刻，C3上的电量被完全释放，C3电压

8、下降到零，同时开关管S3零电压导通。原边电压vAB也下降到零。6）开关模态6[t5，t6]该模态下，变压器次级电压反射到初级上的电压加到了变压器的漏感上，原边电流以更快的速率下降到零。500)this.style.ouseg(this)">图4Ch不同最大电压值VH对应的ZVS范围ip(t)=500)this.style.ouseg(this)">cos(ωbtm5)－500)this.style.ouseg(this)">sin(ωct)（8）式中：ωc=500)this.style.ouseg(this)">；

9、tm5=t5－t4；Zc=500)this.style.ouseg(this)">。变压器次级电压按式（9）规律下降。vsec(t)=VHcos(ωct)（9）7）开关模态7[t6，t7]原边电流复位，整流二极管关断。电容Ch通过Dd放电，向负载提供电流。变压器次级电压按式(10)规律下降到零。vsec(t)=VHcos(ωctm6)－500)this.st