移相全桥变换器拓扑研究
2021-11-24马季军吉裕晖吴奇松
科技创新与应用 2021年32期
解 冀,马季军,吉裕晖,张 钊,吴奇松
(中国航天科技集团有限公司 上海空间电源研究所,上海 201100)
移相全桥软开关技术广泛应用于中大功率场合的直流变换器中,它利用开关管的寄生电容和高频变压器的漏电感或谐振电感作为谐振元件,使全桥变换器的开关管在零电压下导通,在缓冲电容作用下零电压关断,从而有效地降低了电路的开关损耗和噪声,减少了器件开关过程中产生的电磁干扰,为变换器提高开关频率和效率、降低尺寸及重量提供了良好的条件。同时,还保持了常规的全桥电路中拓扑结构简单、控制方式简易、开关频率恒定、元器件的电压和电流应力小等一系列优点。
但是,传统的移相全桥变换器存在着一些问题,如滞后桥臂软开关难以实现、副边占空比丢失、整流二极管的电压振荡等。本文将对移相全桥变换器存在的上述问题的本质进行分析,了解问题产生的机理,然后介绍四种相应的解决方案,并对方案中提出的改进拓扑进行简要分析。
1 移相全桥变换器问题分析
移相全桥ZVS 变换器基本拓扑及主要波形如图1所示。其中Q1~Q4为四个开关管,DQ1~DQ4为四个开关管的寄生二极管,C1~C4为四个开关管的寄生电容或者外部电容。Lr为谐振电感,T为变压器,D1~D4为变压器副边四个整流二极管,L0和C0为输出LC滤波电感和滤波电容。一般称Q1和Q2为超前桥臂,Q3和Q4为滞后桥臂。移相全桥软开关就是通过谐振电感和开关管寄生电容谐振来实现的。

图1 移相全桥ZVS 变换器拓扑及主要波形……p>
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