李洋+李莉

摘 要： 提出采用三端PWM开关模型法建立PS?FB?ZVS?PWM变换器的平均电路小信号模型。分析并推导出PS?FB?ZVS?PWM变换器的传递函数，设计了电流内环功率外环的双环控制算法，并分析了基于双环控制的开环传递函数幅频和相频特性，最后通过PSIM仿真软件搭建了变换器的仿真模型。实验结果验证了基于双环控制的PS?FB?ZVS?PWM变换器可以很好地实现对输出功率的控制。

关键词： PS?FB?ZVS?PWM； 三端PWM开关模型； 占空比损失； 双环控制

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）16?0144?04

Study of PS?FB?ZVS?PWM converter based on dual closed?loop control

LI Yang1， LI Li2

（1. Beijing institute of Petrochemical Technology， Beijing 102617， China； 2. Beijing Electronic Science & Technology Institute， Beijing 100070， China）

Abstract： A method that the three?terminal PWM switch model is adopted to establish small signal model of average circuit in PS?FB?ZVS?PWM convertor is proposed in this paper. The transfer functions of PS?FB?ZVS?PWM converter are derived and analyzed. The dual closed?loop （current inner loop and power outer loop） control algorithm was designed. The amplitude frequency and phase frequency characteristics of open?loop transfer functions based on dual loop control are analyzed in this paper. The simulation model of the converter was built with the simulation software PSIM. The simulated results indicate that PS?FB?ZVS?PWM converter with dual closed?loop control can achieve the output power control well.

Keywords： PS?FB?ZVS?PWM； three?terminal PWM model； duty ratio loss； dual loop control

在大功率变换场合，移相全桥软开关变换器应用非常广泛。而在实际电路中，由于移相全桥电路中功率开关管参数以及驱动电路的不一致性，会导致高频变压器原边正负脉冲不对称，即在交流电压中含有直流分量。由于高频变压器原边绕组电阻很小，若此直流分量长时间作用，则会导致铁芯直流磁化甚至饱和，使变换器不能正常工作。

通常可在高频变压器原边电路中串联一个隔直电容，该电容上承受了直流分量，使得变压器原边只有交流电压成分，从而消除了直流磁化的问题。

本文针对带隔直电容的PS?FB?ZVS?PWM变换器，提出了采用三端PWM开关模型法建立小信号模型的方法，搭建电流内环功率外环的控制方案。

1 PS?FB?ZVS?PWM变换器

PS?FB?ZVS?PWM变换器的主电路如图1所示，其中：[Vin]为直流输入电压；[Q1]～[Q4]为四个功率开关管；[Dn]，[Cn]（n=1，2，3，4）分别是功率开关管[Qn]的反并联二极管和内部寄生电容；[Lr]为变压器原边漏感；[Cb]为隔直电容；[Lf]和[Cf]为输出滤波电感和滤波电容；T为高频变压器；……