新型兩相零電壓轉換PWM變換器的研究

4.1 C₁和C₂的設計

C₁是用來使S₁實現(xiàn)零電壓關斷的，C₁的大小應使得v_DS(S₁)即v_C1上升速度不要太快。一般可選擇在最大負載時，v_C1從0上升到V_o的時間為（2～3）t_off，t_off為S₁的關斷時間。則

C₁=(2～3)t_off （2）

同樣，可以求取C₂。

4.2 L_r的設計

輔助電路只是在主開關管S₁和S₂開通的一小段時間工作，其它時間停止工作。為了不影響主電路的工作時間，輔助電路的時間不能工作太長，一般可選擇為開關周期T_s的1/10，即t₀₁＋t₁₂，也就是

＋≤疲3）

由式（3）可以求出L_r的大小。

5 仿真結果與分析

為驗證兩相Boost ZVT PWM變換器理論分析的正確性，對該變換器進行了仿真分析。仿真參數(shù)如下：輸入電壓V_in=DC 150V；輸出電壓V_o=DC400V；開關頻率f_s=100kHz；升壓電感L_f1=L_f2=450μH；濾波電容C_f=470μF；輸出電流I_o=2A。由式（2）及式（3）得C₁=C₂=1.8nF，L_r=12μH。兩相Boost ZVT PWM變換器的仿真結果如圖6所示。圖6（a）為主開關管S₁及S₂的驅動信號v_GS1和v_GS2。圖6（b）為輔助開關管S_r的驅動信號v_GSr。圖6（c）為諧振電感電流i_Lr和輸入電流i_in1和i_in2的波形，從圖中可以看出輔助電路工作時間很短，只是在主開關管開通時工作一段時間，因此輔助電路的損耗很小。圖6（d）為流過主開關管S₁及S₂的電流波形，從圖中可以看出，在續(xù)流階段電流為負，這是因為，=≈4.9>4，即>I_in2max(I_in1max)，所以，電感L_r中的電流一部分流過I_in1和D_r1續(xù)流，另外一部分流過S₁和S₂的反并二極管D_s1及D_s2續(xù)流，圖6(e)為輸出電壓波形，電壓值略大于理論值。

(a) v_gs1,v_gs2波形

(b) v_gsr波 形

(c) i_Lr，i_in1和i_in2波 形

(d) i_s1，i_s2波 形

(e) V_o波形

圖6 新型兩相Boost ZVT PWM變換器的仿真波形

6 結語

將零電壓轉換技術和多相變換技術相結合就可獲得一簇高性能和高功率密度的多相零電壓轉換PWM變換器，只用一個有源輔助開關就實現(xiàn)了兩相主開關管的零電壓開通和零電壓關斷以及二極管的零電流關斷和零電壓開通，并且主開關管和升壓二極管中的電壓、電流應力與不加輔助電路一樣。電路拓撲簡單、成本低使得該類變換器在高性能、高功率密度功率變換場合得到了廣泛的應用。本文以兩相Boost變換器為例分析了它的工作原理和特性，并給出了占空比D>0.5時的諧振元件參數(shù)的設計和仿真結果。