一种新型的DC-DC移相全桥变换器辅助网络的设计

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1、第44卷第11期电力电子技术Vol.44袁No.112010年11月PowerElectronicsNovember2010一种ZVZCS全桥移相变换器辅助网络的设计钱亮1袁姚国顺2袁朱忠尼2袁胡亮1渊1.空军雷达学院袁研究生管理大队袁湖北武汉430019曰2.空军雷达学院袁电子对抗系袁湖北武汉30019冤摘要院为解决传统的ZVZCSPWMDC/DC变换器滞后桥臂零电压开通范围较小尧环流损耗大的问题袁提出一种初级串联双变压器袁滞后桥臂带辅助网络袁次级接倍压电路的新型ZVZCS移相全桥变换器遥该变换器能在较宽的负载范围内实现滞后桥臂的零电压开通袁重载下实现零电

2、流开通袁从而极大地降低了高频电路初级开关损耗和次级电磁干扰问题遥着重分析了稳态下辅助网络的工作原理及辅助网络关键参数的选取袁最后通过实验证明了该变换器的可行性及辅助网络的作用遥关键词院变换器曰零电压零电流开关曰全桥移相曰辅助网络中图分类号院TM46文献标识码院A文章编号院1000-100X渊2010冤11-0030-02DesigntheAuxiliaryCircuitforaZVZCSPhase鄄shiftedFull鄄bridgeConverterQIANLiang1袁YAOGuo鄄shun2袁ZHUZhong鄄ni2袁HULiang1渊AirForce

3、RadarAcademy袁Wuhan430019袁China冤Abstract院InordertorectifythedisadvantagesoftraditionalZVZCSPWMDC/DCconverter袁thispaperpresentsanewZVZCSphase鄄shiftedfull鄄bridgePWMconverterusingtwo鄄transformerandasimpleauxiliarycircuitandtheoutput鄄voltage鄄doubler袁andanalysestheprincipleofthetheauxili

4、arycircuit.Furthermore袁areasonabledesignofthemethodisbroughtoutbasedonaboveanalysis.Finally袁thisconverterisverifiedbytheexperimentalresults.Keywords院converter曰zerovoltagezerocurrentswitching曰full鄄bridgephase鄄shifted曰auxiliarycircuit1引言2电路拓扑移相全桥变换拓扑是目前DC/DC变换器中图1示出变换器电路拓扑遥该变换器主要由使用最

5、为广泛的拓扑之一[1]袁也是研究较多的一辅助网络尧高频变换器尧两个串联的功率变压器尧种电路结构遥要实现软开关以达到减小变换器开输出电压倍增器四部分组成遥高频全桥变换主体关损耗和环流损耗袁从而提高开关频率和效率的部分主要由4个高速开关管和4个续流二极管组目的袁同时获得体积更小尧效率更高的变换器袁目成遥辅助电路的主要作用是在较宽的范围内实现前主要采用的方法有双极性控制方式[2]尧使用饱滞后桥臂轻载时的ZVS开通和重载时的ZCS开和电感[3]尧在变压器次级采用有源箝位[4]尧使用无通遥电感La和电解电容Ca1袁Ca2是辅助电路的主要源无损网络次级箝位[5]等袁但这

6、些解决方法都有组成部分遥变压器T1袁T2变比均为N颐1遥各自明显的缺点遥在此提出一种利用辅助网络来实现软开关的变换器袁在不影响超前桥臂零电压开通状态的同时袁又能在较宽的负载范围内实现滞后桥臂的ZVS袁在重载时实现滞后桥臂的ZCS遥由于辅助网络与主功率回路是并联的袁因此辅助电路电感和电容的电流尧电压应力均与负载无图1改进型ZVZCS移相全桥变换器结构关袁而且二者均较小袁同时电路结构简单袁最后进3辅助网络的工作原理分析行了原理验证遥图2袁3示出辅助网络的电路及工作时序遥为分析稳定状态时辅助网络的工作原理袁先作假设院淤所有开关管尧二极管均为理想器件曰于电容尧电定稿

7、日期院2010-07-29作者简介院钱亮渊1985-冤袁男袁湖北武汉人袁硕士研究生袁感均为理想器件曰盂C3=C4=C袁Ca1=Ca2=Ca遥研究方向为电力电子与电力传动遥在一个开关周期中袁辅助网络有8个开关模30一种ZVZCS全桥移相变换器辅助网络的设计态袁由于对称仅分析其中4个模态遥t23=仔姨2LaCa袁ILa渊t3冤=-Uin=-Ia渊4冤2Za1模态4[t3袁t4]在此模态中袁VS4和VDa2导通袁La的电压为零袁iLa处于自然续流状态袁电流值为-Ia遥在t4时刻袁VS4关断袁开始开关周期的另一个半周t4耀t8袁工作情况与t0耀t4类似遥由上述分析可

8、知院淤iLa的最大值Ia只与Uin和图2辅助网络电路