采用辅助网络的软开关全桥变换器研究

摘要

本文首先对一种采用无源辅助网络的ZVS PWM全桥变换器进行了深入研究。通过在变换器中加入一个无源辅助网络，该全桥变换器不仅能在所有负载范围和整个输入电压范围内实现所有开关管的零电压开通，而且抑制了整流二极管的电压振荡和副边占空比丢失。该辅助网络采用无源器件，简化了电路结构；且变换器采用PWM移相控制,使控制电路设计比较容易。本文详细分析了该变换器的工作原理和特性，给出了参数设计原则和控制方法。仿真和实验都表明该无源辅助网络ZVS PWM全桥变换器具有优良的性能。 基于对上述无源辅助网络ZVS PWM全桥变换器的研究，提出了一种改进型的无源辅助网络ZVS PWM全桥变换器。和原无源辅助网络ZVS PWM全桥变换器相比，该电路拓扑的辅助网络只是在器件连接方式上作了改变。改进型无源辅助网络全桥变换器不仅能使所有开关管实现软开关，而且辅助网络提供的能量全部用来帮助开关管实现软开关，提高了变换器的效率。仿真和试验都表明该改进型辅助网络ZVS PWM全桥变换器具有更优良的性能。 最后提出了一种辅助谐振网络的零电流全桥变换器，该辅助网络位于高频变压器的原边。该变换器不仅能在很宽的负载范围内实现所有主开关管和辅助开关管零电流关断，而且不会增加主开关管的电流应力。辅助二极管也能实现软换流。文中详细分析了该变换器的工作原理和特性，最后通过一台1500W/50kHz的原理样机进行了验证,实验结果表明该方案可行。