軟開關(guān)功率開關(guān)管的發(fā)展

如今，軟開關(guān)變換器都應(yīng)用了諧振原理，在電路中并聯(lián)或串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，勢(shì)必產(chǎn)生諧振損耗，并使電路受到固有問題的影響。為此。人們提出了組合軟開關(guān)功率變換器的理論。組合軟開關(guān)技術(shù)結(jié)合了無(wú)損耗吸收技術(shù)與諧振式零電壓技術(shù)、零電流技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，電路中既可以存在零電壓開通，也可以存在零電流關(guān)斷，同時(shí)既可以包含零電流開通，也可以包含零電壓關(guān)斷，是這4種狀態(tài)的任意組合。

近年來(lái)，人們針對(duì)全橋軟開關(guān)變換器提出了不少拓?fù)?，大致可分為ZVS，ZCS和ZVZCS三種策略。ZVS方式中，功率器件輸出電容與變壓器漏感諧振，器件在零電壓狀態(tài)下開通。但變壓器副邊整流管換流使輸出電壓發(fā)生占空比丟失，且滯后橋臂零不易實(shí)現(xiàn)ZVS。ZCS方式中，變壓器原邊電流復(fù)位，器件在零電流狀態(tài)下關(guān)斷，但諧振電容電壓換向使輸出電流發(fā)生占空比丟失，且滯后橋臂較難實(shí)現(xiàn)ZCS。電子負(fù)載中，DC/DC為低壓大電流的升壓變換，特點(diǎn)是變壓器原邊輸入電流和副邊輸出電壓很大，所以，這兩種方式都會(huì)造成系統(tǒng)效率的嚴(yán)重降低，是不可接受的。ZVZCS變換策略則可避免上述兩方式固有的缺陷。

本設(shè)計(jì)是用在變壓器副邊并聯(lián)儲(chǔ)能電容C1，C2的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)原邊電流的復(fù)位〔1〕，如所示，共有六種工作模式：

模式0：(t2，t3)區(qū)間。在t2時(shí)刻導(dǎo)通Q4，變壓器漏感Lk與C1，C2諧振使C1，C2通過D7充電，由于D5，D6的箝位作用，C1，C2充電至V2，能量由變壓器原邊流向C1，C2和負(fù)載。

模式1：(t3，t4)區(qū)間。Q1，Q2導(dǎo)通，能量由變壓器原邊流向負(fù)載。

模式2：(t4，t5)區(qū)間。在t4時(shí)刻關(guān)斷Q1，由于Cp1上的電壓為零，Q1為零電壓關(guān)斷，此后Cp1充電，Cp3放電，V1減小，當(dāng)變壓器副邊電壓小于V2時(shí)，C1，C2開始放電。能量由C1，C2和變壓器原邊流向負(fù)載。

模式3：(t5，t7)區(qū)間。Cp3放電完畢，D3導(dǎo)通，此時(shí)導(dǎo)通Q3，由于D3的箝位作用，Q3為零電壓開通。V1減小，C1，C2繼續(xù)放電，變壓器副邊二極管整流橋反偏，變壓器副邊電流為零，原邊只有很小的勵(lì)磁電流，近似于開路。負(fù)載電流流過C1，C2和續(xù)流二極管，變壓器原副邊沒有能量的聯(lián)系。

模式4：(t7，t8)區(qū)間。在t7時(shí)刻關(guān)斷Q4，由于變壓器原邊電流近似為零，Q4為零電流關(guān)斷。C1，C2放電完畢后，負(fù)載電流只流過續(xù)流二極管，變壓器原副邊電流仍近似為零。

模式5：(t8，.)區(qū)間。在t8時(shí)刻導(dǎo)通Q2，由于變壓器原邊電流近似為零，Q2為零電流開通。變壓器原邊電流反向，重復(fù)模式0，下半個(gè)周期開始。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展。軟開關(guān)技術(shù)正由新興技術(shù)不斷走向成熟。研究人員不斷取得新的進(jìn)展。使電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換和傳輸中能量損耗不斷降低，電磁干擾逐漸減少，噪聲污染正進(jìn)一步得到解決。開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)是輕、小、薄和高頻化。而高頻化使傳統(tǒng)的PWM開關(guān)功耗加大、效率降低、噪聲增加。因此，實(shí)現(xiàn)零電壓導(dǎo)通、零電流關(guān)斷的軟開關(guān)技術(shù)將成為開關(guān)電源產(chǎn)品未來(lái)的主流。