改进型全桥移相ZVS-PWMDC/DC变换器
在td时刻,开关管S4开通,由于此时二极管D4处于导通状态,开关管两端的电压被箝位在零,所以开关管S4实现了零电压开通。
1.3 参数设计
由于实际电路中ILrx(max)足够大,谐振过程(t0~t1)很快就完成了。电路实现ZVS的条件可以近似为1)在td2I1时,ILrx(max)td-I1+Ix(21)2)在td>2I1时,
ILrx(max)≥I1+Ix (22)
式中:td为死区时间;
Ix为满足在死区时间内完成S3充电,S4放电所需要的最小电流。
Ix=CVin/Ld (23)
可见,只要在
I1(t)=(1/2)[Vin/Llk]ld (24)
时,电路能满足ZVS条件,那么电路在全部负载范围内都能实现ZVS。
根据以上分析,满足滞后臂在全部负载范围都能实现ZVS的条件为
ILrx(max)≥I1(t)+Ix (25)
则辅助支路电感Lrx为
Lrx≤(VinTs)/8Llrx(max) (26)
假设在整个工作过程中电容Crx电压变化不超过5%输入电压Vin,则有
Crx≥ILrx(max)Ts/(4×5%Vin) (27)
javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>
2 实验结果
利用以上分析应用于一48V/6V实验电路,该电路的主要数据为:
1)输入直流电压Vin=48V;
2)输出直流电压Vo=6V;
3)满载输出电流Io(max)=40A;
4)主电路开关频率fs=50kHz;
5)死区时间td=200ns;
6)变压器变比n=10∶2;
7)变压器漏感Llk=2.2μH;
8)主开关管采用IRF530,输出结电容Coss=215pF。
根据以上分析,利用式(23)~式(27),辅助谐振支路的参数为
Lrx=50μH,Crx=5μH
图5,图6及图7是该实验电路滞后臂在开关过程中的开关管电压vDS和驱动电压vGS的实验波形。由图可见,开关管在全部负载范围内实现了零电压开关。
3 结语
本文所讨论的改进型全桥移相ZVSPWMDC/DC变换器不仅保持了全桥移相PWM电路拓扑结构简洁、控制方式简单的优点,而且保证了滞后臂在全负载范围内实现零电压开关。同时,辅助支路是无源的,容易实现且基本上不影响变换器的可靠性。