雙正激變換器軟開(kāi)關(guān)拓?fù)涞姆治雠c評(píng)價(jià)

摘要：雙正激變換器廣泛應(yīng)用于中、大功率場(chǎng)合,為了提高變換器的功率密度和效率,必須提高開(kāi)關(guān)頻率并減少開(kāi)關(guān)損耗,這就要求開(kāi)關(guān)管工作在軟開(kāi)關(guān)方式。本文系統(tǒng)的分析了雙正激變換器軟開(kāi)關(guān)雙正激軟開(kāi)關(guān)組合變換器http://www.ex-cimer.com/article/181342.htm

1. 引言

　　雙正激變換器克服了正激變換器中開(kāi)關(guān)電壓應(yīng)力高的缺點(diǎn)，每個(gè)開(kāi)關(guān)管只需承受輸入直流電壓，不需要采用特殊的磁復(fù)位電路就可以保證變壓器的可靠磁復(fù)位。它的每一個(gè)橋臂都是由一個(gè)二極管與一個(gè)開(kāi)關(guān)管串聯(lián)組成，不存在橋臂直通的危險(xiǎn)，可靠性高。因此雙正激變換器具有其它變換器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，成為目前中大功率變換器中應(yīng)用最多的拓?fù)渲?。雙正激組合變換器通過(guò)對(duì)雙正激變換器進(jìn)行并、串組合，可以克服其占空比只能小于0.5的缺點(diǎn)，提高變壓器的利用率和變換器的等效占空比，適合應(yīng)用于高輸入和輸出電壓的大功率場(chǎng)合[1,2] 。

　　現(xiàn)代電源的發(fā)展方向是高頻化、小型化、模塊化、智能化，實(shí)現(xiàn)變換器的高功率密度、高效率和高可靠性。提高開(kāi)關(guān)頻率，減小磁性元件的體積和重量是提高變換器功率密度的有效措施。但是在硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)下工作的變換器，隨著開(kāi)關(guān)頻率的上升，一方面開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)損耗會(huì)成正比地增大，無(wú)源元件的損耗大幅度增加,效率大大降低；另一方面，過(guò)高的dv/dt和di/dt會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾(EMI),影響變換器的可靠性。為了改善高頻變換器開(kāi)關(guān)的工作條件,減小開(kāi)關(guān)損耗和電磁干擾,各種軟開(kāi)關(guān)技術(shù)應(yīng)用而生，包括無(wú)源軟開(kāi)關(guān)技術(shù)與ZVS/ZCS諧振、準(zhǔn)諧振、ZVS/ZCS-PWM、ZVT/ZCT-PWM等有源軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。

　　近年來(lái)國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者對(duì)雙正激及其組合變換器的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)進(jìn)行了大量的研究。軟開(kāi)關(guān)拓?fù)浯篌w上可分為三類(lèi)，即應(yīng)用無(wú)源輔助電路的無(wú)源軟開(kāi)關(guān)拓?fù)?；?yīng)用有源輔助電路的有源軟開(kāi)關(guān)拓?fù)?；不需輔助電路的軟開(kāi)關(guān)拓?fù)?。本文系統(tǒng)地分析了這三類(lèi)軟開(kāi)關(guān)拓?fù)洌赋龈鞣N拓?fù)涞奶攸c(diǎn)和適用場(chǎng)合，給出簡(jiǎn)單的分析和評(píng)價(jià)，并選擇了一種新型的ZVS雙正激組合變換器，作為高壓直流輸入航空靜止變流器DC/DC級(jí)拓?fù)?，成功研制了一臺(tái)4KW的雙正激組合變換器，滿(mǎn)載時(shí)效率高達(dá)95.51%。

2. 應(yīng)用無(wú)源輔助電路的無(wú)源軟開(kāi)關(guān)拓?fù)?/p>

2.1　原邊箝位型ZVZCS雙正激變換器

　　文獻(xiàn)[3]提出了一種原邊箝位型ZVZCS雙正激變換器如圖1所示。原邊箝位電路由輔助電感Lr和兩個(gè)箝位二極管D3、D4組成。

圖1 原邊箝位型ZVZCS雙正激變換器