一种箝位软开关移相全桥电路研究

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1、第45卷第5期电力电子技术2011年5月PowerElectroniesMay2011一种箝位软开关移相全桥电路研究袁义生，龚昌为(华东交通大学，江西南昌310013)摘要：针对传统移相全桥电路存在的变压器及次级二极管电压振荡问题，提出一种在变压器初级插入一个耦合电感及箝位二极管臂的方案。该电路既能实现滞后臂开关管的零电压开通(ZVS)，又能抑制变压器寄生电容和初级谐振电感产生的变压器电压振荡及伴随的次级整流二极管失峰电压。详细阐述了电路各阶段工作过程，重点分析了耦合电感和卸能电阻的设计。最后设计了一个

2、1．5kW直流变换器电路。测试结果表明开关管均实现了ZVS，变压器电压被有效箝位，次级二极管的电压尖峰得到了抑制。关键词：变压器；移相全桥电路；软开关技术；电压箝位中图分类号：TM4l文献标识码：A文章编号：1O00—100X(2011)05—0075—03ResearchonaVoltage—-clampingSoft--switchingPhase-shiftingFull-bridgeConverterYUANYi—sheng，GONGChang—wei(EastChinaJiaotongUniv

3、ersity，Nanchang310013，China)Abstracts：Tosolvethevoltagespikeofthetransformerandrectifierdiodesintraditionalphase—shiftingfull—bridgeconverter，anewcircuitinsertingacoupling—inductorandvoltage—clampingdiodelegisproposed．Thisconvertercangetzero—voltageswitc

4、hing—on(ZVS)forthelagged—legpowerswitches，suppressthevoltagespikeofthetransformeranddiodesproducedbytheresonantinductorandparasiticcapacitorofthe~ansformer．Theoperationtheoryofeachstageisexplained．Thedesignsofthecoupling—inductorandenergy—dampingresistor

5、arealsopresented．A1．5kWeonve~eristestingandtheresultsprovetheZVSofthepowerswitchesisrealizedandtheovershootsofthetransformerandrectifiersaresuppressed．Keywords：transformer；phase—shiftingfull-bridgeconverter；soft—switchingtechnique：voltage·clampingFoundat

6、ionProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51067004)；KeyScienceandTechnologyProjectofJiangxiProvince(No．2010BGA02000)1引言这里提出一种采用耦合电感和箝位二极管臂的方案，可实现对变压器和整流二极管有效电压软开关移相全桥电路⋯因具有效率高，电磁干筘位，并实现滞后臂宽范围ZVS。详细阐述了电路扰小的优点在中功率直流电源领域得到广泛应各阶段工作原理，分

7、析了耦合电感和泄能电阻的用。目前大多数软开关移相全桥电路的研究集中设计，并最终在一台1．5kW的电源上进行了实验。在实现滞后臂开关管宽范围零电压开通(ZVS)或零电流关断(ZCS)方面【z一1，而较少研究变压器寄2工作原理生振荡现象及次级整流二极管的电压尖峰抑制问2．1电路结构题。采用变压器初级串联电感的方案尽管能扩展图1示出所提出的软开关移相全桥电路。滞后臂开关管ZVS范围．但串联电感和变压器初级寄生电容在滞后臂换流时产生的振荡现象带来V霄D7妊-静了变压器初级电压尖峰．传导到次级将引起二极R￡Il上

8、r，：管电压更高的尖峰。基金项目：国家自然科学基金资助项目(510670o4)；江西IvD8省科技支撑计划重点项目(2010BGA02000)图1主电路拓扑定稿日期：2010一l1—05作者简介：袁义生(1974一)，男，江西上高人，博士，副教其中VD。～VD为各MOSFET的内部寄生二极授。研究方向电力电子系统及控制技术。管，C。～C4则为各MOSFET的输出电容和外并电容75第45卷第5期电力电子技术Vo1．45．No．52011年5月