一種新穎的ZVZCSPWM全橋變換器

輸入直流電壓V_s=630（1±10％）V；

輸出直流電壓V_o=80V；

變壓器原副邊匝比N₁∶N₂=5.33，變壓器原邊漏感L_r=9μH；

輸出濾波電容C_o=10000μF(電解電容)；

輸出濾波電感L_f=20μH，N₃∶N₄=1.12，漏感L_lks=1.8μH；

開(kāi)關(guān)管S₁～S₄(IGBT) IRGPH50KK2(1200V，30A)；

輸出整流二極管D_c，D_d，D_f，D_rec C60P40FE(400V，60A)；

C₁=C₃=1nF；

C_h=0.47μF(電解電容)；

R=30Ω，C=2.2nF，C′=6.6nF；

開(kāi)關(guān)頻率f=80kHz。

圖7給出了實(shí)驗(yàn)波形。從圖7（a）可以看出，在諧振周期內(nèi)，原邊電流減小到零，從而消除了原邊的拖尾電流。從圖7（c）可以看出，通過(guò)S4的電流在驅(qū)動(dòng)脈沖下降為零之前已經(jīng)減小到零，從而S₄實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷。從圖7（d）可以看出，在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，S₁的電壓減小到零，從而S₁實(shí)現(xiàn)零電壓導(dǎo)通。從圖7（e）和（f）可以看出，在一個(gè)諧振周期內(nèi)，C_h在滿(mǎn)載時(shí)完全放電，而在輕載時(shí)卻沒(méi)有完全放電，使得環(huán)路電流根據(jù)負(fù)載條件變化作適應(yīng)性調(diào)整。

圖8給出了根據(jù)原理樣機(jī)得到的效率曲線(xiàn)。滿(mǎn)載時(shí)效率最高，達(dá)到94％。

(a) 變壓器原邊電壓和電流的波形

(b) 變壓器次級(jí)電壓和吸持電容電壓波形

(c) 滯后臂S₄的零電流關(guān)斷波形

(d) 超前臂S₁的零電壓導(dǎo)通波形

(e) 滿(mǎn)載時(shí)吸持電容上的電壓電流波形

(f) 25％負(fù)載時(shí)吸持電容上的電壓電流波形

圖7 實(shí)驗(yàn)波形

圖8 原理樣機(jī)效率曲線(xiàn)

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種新穎的ZVZCS PWM全橋變換器，并具體分析了它的工作原理、電路設(shè)計(jì)及性能。最后通過(guò)一臺(tái)4kW的原理樣機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果，證明了該變換器具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

——所采用的輔助電路無(wú)有源開(kāi)關(guān)；

——次級(jí)整流二極管具有與傳統(tǒng)的全橋PWM變換器相同的電壓應(yīng)力值；

——對(duì)吸持電容充放電的環(huán)路電流可根據(jù)負(fù)載的變化進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整；

——輔助電路二極管D_c實(shí)現(xiàn)了軟變換；

——能夠使變換器在開(kāi)關(guān)頻率為80kHz且滿(mǎn)載時(shí)效率高達(dá)94％。