雙正激變換器軟開關(guān)拓撲的分析與評價

3. 應(yīng)用有源輔助電路的有源軟開關(guān)拓撲

3.1 有源箝位軟開關(guān)雙正激變換器

　　文獻[10]提出了一種有源箝位軟開關(guān)雙正激變換器如圖8所示。通過在變壓器的原邊并聯(lián)一個由Sa、Ca、Da構(gòu)成的有源箝位網(wǎng)絡(luò)，不僅可以箝位開關(guān)管的電壓，還可以實現(xiàn)開關(guān)管和輔管的零電壓開通。同時變壓器勵磁電流雙向流動，提高了變壓器磁芯的利用率。電路工作于準方波模式，可以進行恒頻PWM控制，電磁兼容性好。

圖8 有源箝位軟開關(guān)雙正激變換器

3.2 一種新型的有源箝位雙正激變換器

　　為了減小變換器原邊開關(guān)管和副邊二極管的開關(guān)損耗和導通損耗，文獻[11]提出了一種新型的有源箝位雙正激變換器如圖9所示，利用2個開關(guān)管Sa1、Sa2代替?zhèn)鹘y(tǒng)雙正激電路原邊的2個箝位二極管，同時加入一個箝位電容，實現(xiàn)主開關(guān)管和輔管的ZVS開通。該拓撲電路結(jié)構(gòu)簡潔，而且輔管Sa1、Sa2可以選用電壓定額較低的開關(guān)管。該變換器適用于寬輸入電壓范圍的中、低壓場合，但是輔管的引入增加了電路控制的復雜性。

圖9 一種新型的有源箝位雙正激變換器

3.3 一種有源軟開關(guān)雙正激變換器

　　文獻[12]提出了一種有源軟開關(guān)雙正激變換器如圖10所示。輔助諧振網(wǎng)絡(luò)的輔管可以零電流開通，ZVS關(guān)斷，同時實現(xiàn)主開關(guān)管S1的零電壓零電流開通、零電壓關(guān)斷和S2的零電流開通。該拓撲的缺點輔助電路結(jié)構(gòu)比較復雜，開關(guān)管S2是硬關(guān)斷，而且存在容性開通損耗。

圖10 一種有源軟開關(guān)雙正激變換器

3.4 串聯(lián)組合式ZVS雙正激變換器
　　　
　　圖11所示電路[13]是由兩個ZVS雙正激變換器串聯(lián)組成。它可以實現(xiàn)主開關(guān)管的零電壓開通和輔管的零電流開通、零電壓零電流關(guān)斷。在主開關(guān)管開通前超前導通輔管Sa1(或Sa2),通過Lr1（或Lr2）和Cr1（或Cr2）諧振，使諧振電容上的電壓達到Vin/2,然后開通主開關(guān)管。由于該電路采用了帶兩個原邊的變壓器，所以它能實現(xiàn)磁芯的雙象限工作和輸入電容的自動均壓，適合應(yīng)用在高電壓輸入的大功率場合。但是副邊整流二極管的電壓為兩倍的副邊電壓，因而限制了變換器在高輸出電壓領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.5 有源ZVT雙正激變換器

　　文獻[14]提出了一種有源ZVT雙正激變換器如圖12所示。其基本原理與圖4所示的無源ZVT電路一樣，也是通過比開關(guān)結(jié)電容大得多的諧振電容Cr限制開關(guān)電壓上升速度，從而實現(xiàn)開關(guān)ZVS關(guān)斷。與圖4不同的是，諧振回路與主回路完全分開，在諧振網(wǎng)絡(luò)中增加了諧振開關(guān)Sa，諧振電流不從下管中流過，因此不增加變換器主開關(guān)管的電流應(yīng)力。而且通過在S1、S2開通之前很短的時間內(nèi)超前開通諧振開關(guān)Sa，能夠?qū)崿F(xiàn)S1、S2的零電壓開通。該帶電路的缺點是Sa零電流開關(guān)，但為容性開通，而且這種變換器增加了電路的復雜性。

圖12 有源ZVT雙正激變換器

3.6 ZVT交錯并聯(lián)雙正激組合變換器

　　文獻[15]提出了一種ZVT交錯并聯(lián)雙正激組合變換器，如圖13所示，采用一套輔助電路實現(xiàn)整個組合變換器的主開關(guān)管的ZVS。輔助電路由兩個開關(guān)管Sa1、Sa2、D5、D6有和諧振電容Cr組成，將變壓器漏感和勵磁電感作為諧振電感，減少了外加諧振電感帶來的損耗。但是輔管是零電流開關(guān)，存在容性開通損耗。

圖13 ZVT交錯并聯(lián)雙正激組合變換器

3.7　ZCT雙正激變換器

　　文獻[16]提出了ZCT雙正激變換器，如圖14所示，在每個開關(guān)管旁并聯(lián)一個諧振回路，在主開關(guān)管關(guān)斷之前開通諧振開關(guān)，通過諧振回路的諧振，將主開關(guān)管的電流轉(zhuǎn)移到諧振回路中，從而實現(xiàn)主開關(guān)管的零電流關(guān)斷，諧振開關(guān)在諧振電流過零時自然關(guān)斷。ZCT雙正激變換器特別適合于以IGBT 作主開關(guān)管的應(yīng)用場合，可以避免IGBT 關(guān)斷時由拖尾電流引起的關(guān)斷損耗。但是主開關(guān)管是硬開通，而且需要兩個輔助開關(guān)和兩套輔助電路，因此電路結(jié)構(gòu)比較復雜。

圖14 ZCT雙正激變換器