移相ZVS PWM变换器的研究.pdf

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1、第49卷第4期电力电子技术Vo1．49．No．42O15年4月PowerElectronicsApril2015移相ZVSPWM变换器的研究崔世明，曾敏，徐超鹏(华南理工大学，机械与汽车工程学院，广东广州510640)摘要：针对移相全桥变换器滞后臂零电压开关(zvs)实现困难的问题，设计了一种辅助电路，可使滞后臂在全负载范围内实现ZVS。首先分析了ZVS的工作原理、滞后臂ZVS实现困难的原因及辅助电路的工作原理，然后对未加辅助电路的主电路及加辅助电路的主电路进行了仿真分析，通过仿真波形验证了理论的正确性。最后在一台4kW／220V样机上，通过测量

2、其相应波形，进行了验证。实验结果表明，仿真与样机实验结果一致，滞后臂在全负载范围内实现了ZVS。关键词：变换器；移相全桥；辅助电路中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)04—0030—03ResearchonPhase．shiftedZVSPWMConverterCUIShi-ming，ZENGMin，XUChao-peng(SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Inordertorealizezero—voltagesw

3、itching(ZVS)inanyloadofthelaggingarm，akindofauxiliarycircuitisdesigned，whichaimingatthedificultyinrealizingZVSofphase-shiftedfull—bridgeconverter．Firstly，theworkingprincipleofZVSisanalyzed，thereasonsofthedificultiesinrealizingZVSoflagginggrinandtheworkingprincipleoftheauxilia

4、rycircuit．Secondly．maincircuitwithoutauxiliarycircuitandmaincircuitwithauxiliarycircuitareana-lyzedinsimulationsoftware．Correctnessofthetheoryisvalidatedbythesimulationwaveform．Finally，bymeasuringitscorrespondingwavoformina4kW／220Vprototype，thetheoryisverified．Theresultsshowt

5、hattheresultsofsimula-tionareconsistentwithprototypeexperiment，andthelaggingarmcanrealizeZVSinanyloadwithinthescope．Keywords：converter；phase-shihedful-bridge；auxiliarynetwork1引言工作条件，很多学者提出了加入辅助网络的解决方案。例如有加箝位二极管的方法【。、在其中一在硬开关逆变器中。逆变器效率不高，功率个滞后臂串联电容电感的方法[11】、在两桥臂间加器件的开关损耗会随着开关频

6、率的提高显著增盯型无源辅助网络【屹】等方法。加，功率器件发热严重，且系统可靠性低【卜。移相在此提出了一种采用无源辅助网络的移相全全桥变换器广泛应用于中大功率输出场合，具有桥ZVS变换器。该电路能在全负载范围内实现滞电路结构简单，开关频率固定，效率与功率密度后臂ZVS，且体积小，结构简单。在此首先详细分高。电磁干扰小等优点【s】。移相全桥ZVS脉宽调析该变换器的工作原理，然后进行了仿真，最后在制(PWM)变换器结合了ZVS准谐振技术和PWM一台4kW／220V的原理样机上进行了验证。技术二者的优点，避免了硬开通与关断，提高了整机效率和功率密度。传统

7、的移相全桥ZVS变换器2工作原理中采用初级串联电感的方法．扩大了滞后臂的在开关管开通前，使其电压降到零，在开通时ZVS实现范围。但占空比的丢失会增加[5]。若用饱两端电压保持为零．这就是ZVS开通；在开关管和电感代替线性电感，则可减小占空比的丢失，关断时。使其电压保持在零，或者限制电压的上升但饱和电感体积较大【。率．从而减小电流与电压的交叠区，这就是ZVS移相全桥变换器滞后臂很难实现软开关，特关断。由于这里在开关管两端均并联了电容，限制别是在轻载情况下。为改善全桥变换器滞后臂的了其电压上升率，开关管均可实现ZVS关断，因此仅讨论ZVS开通情况。定

8、稿日期：2014—06—30在开关过程瞬间利用谐振原理对开关管并联作者简介：崔世明(1988一)，男，湖北荆州人，硕士研究生，的谐振电容