推挽正激软开关电路谐振网络的分析与设计

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1、2004年8月电工技术学报Vol.19No.8第19卷第8期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYAug.2004推挽正激软开关电路谐振网络的分析与设计王慧贞戴卫力（南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室南京210016）摘要文章研究了实现推挽正激软开关电路的条件与方法，分析了三种软开关谐振网络，简单介绍了软开关电路的工作原理；从谐振环流能量与损耗的角度对各个谐振网络进行了分析比较，说明了各自的特点，并在此基础上给出了各方案下谐振参数的设计准则，最后根据理论分析设计并研制了一台76V/1000W(80kHz)的原理样机。通过实验对比，

2、验证了理论分析的正确性和各方案的可行性，明确了各自的应用场合。关键词：软开关推挽正激辅助绕组ZCSZCT中图分类号：TM464AnalysisandDesignConsiderationsfortheResonantNetworkofPush-PullForwardSoft-SwitchingConverterWangHuizhenDaiWeili(NanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsNanjing210016China)AbstractTheconditionandmethodarestudiedforachievingtheZer

3、o-Current-Switching(ZCS)&Zero-Current-transition(ZCT).Meanwhile,introducethreekindsofresonantnetwork;analyzetheirworkingprinciplesimplyandrespectivecharactersaccordingtothetankcurrentenergyandthelossesofauxiliaryMOSFET.Designguidanceofthenetworkparametersaregivenindetailbasedonanalysisaboveandt

4、hecriticalparametersareidentified.Intheend,theoperation,analysis,featuresanddesignconsiderationsareillustratedandverifiedona76V/1kW80kHZMOSFETbasedexperimentalcircuit.Moreover,applicationfieldandexcellencesanddisadvantagesofrespectiveresonantnetworksareidentifiedbycomparedwiththreesoft-switchin

5、gtopology.Keywords：Soft-switch,push-pullforward,ZCS,auxiliarywinding,ZCT谐振网络（b）：增加两个单向导通二极管VD5、1引言[4]VD6，把谐振电感Lr移出主回路，构成ZCT方案。功率变换器的软开关技术在当今电源领域得到谐振网络（c）：由文献[5]所得启示，在变压器了广泛应用。它不仅可以提高变换器的可靠性和开的二次侧增加一个辅助绕组和整流桥，与谐振电感、关频率，还可以减小体积和重量，降低开关过程中谐振电容组成一个独立的谐振网络，构成变压器辅的开关损耗，提高整机效率。图1给出了基于推挽助绕组方案。[1,2]文献[3

6、～5]对谐振网络及其参数的取值大小正激电路的不同谐振网络的软开关方案。谐振网络（a）：利用变压器二次漏感和谐振电并没有详加分析。本文从能量的角度确立了理论依容组成谐振支路，谐振电感位于主功率回路中，构据并根据谐振电感值大小的差异引出了不同谐振模[3]式的分析探讨。成ZCS方案。收稿日期2004-04-01改稿日期2004-06-01第19卷第8期王慧贞等推挽正激软开关电路谐振网络的分析与设计79（1）t0～t1：在t0时刻前，VS1、VS2均关断，[6]漏感平均电流Iav在一次侧环流，负载电流通过整流桥[VD1～VD4]续流。此时，谐振电感电流和谐振电容电压为零。t0时刻VS1开通，

7、二次电压KVin加在二次绕组上，电流从0开始线性上升。同时，VD1、VD3电流开始线性上升，VD2、VD4电流线性下降。t1时刻，ID1=ID3上升到Io。（2）t1～t4：在此时间段内，根据谐振网络的不同，工作模态不尽相同。谐振网络（a）：t1时刻，VDa自然导通，Ls和Cr开始谐振。由于漏感较小，经过Tr/2，t2时刻VDa反向截止，VCr为2KVin保持不变，iLr保持为负载电流Io。t3时刻，开通VSa，Ls和Cr继续被打断的谐振过程。t4时刻，i