新型兩相零電壓轉(zhuǎn)換PWM變換器的研究

4.1 C₁和C₂的設(shè)計

C₁是用來使S₁實現(xiàn)零電壓關(guān)斷的，C₁的大小應(yīng)使得v_DS(S₁)即v_C1上升速度不要太快。一般可選擇在最大負載時，v_C1從0上升到V_o的時間為（2～3）t_off，t_off為S₁的關(guān)斷時間。則

C₁=(2～3)t_off （2）

同樣，可以求取C₂。

4.2 L_r的設(shè)計

輔助電路只是在主開關(guān)管S₁和S₂開通的一小段時間工作，其它時間停止工作。為了不影響主電路的工作時間，輔助電路的時間不能工作太長，一般可選擇為開關(guān)周期T_s的1/10，即t₀₁＋t₁₂，也就是

＋≤疲3）

由式（3）可以求出L_r的大小。

5 仿真結(jié)果與分析

為驗證兩相Boost ZVT PWM變換器理論分析的正確性，對該變換器進行了仿真分析。仿真參數(shù)如下：輸入電壓V_in=DC 150V；輸出電壓V_o=DC400V；開關(guān)頻率f_s=100kHz；升壓電感L_f1=L_f2=450μH；濾波電容C_f=470μF；輸出電流I_o=2A。由式（2）及式（3）得C₁=C₂=1.8nF，L_r=12μH。兩相Boost ZVT PWM變換器的仿真結(jié)果如圖6所示。圖6（a）為主開關(guān)管S₁及S₂的驅(qū)動信號v_GS1和v_GS2。圖6（b）為輔助開關(guān)管S_r的驅(qū)動信號v_GSr。圖6（c）為諧振電感電流i_Lr和輸入電流i_in1和i_in2的波形，從圖中可以看出輔助電路工作時間很短，只是在主開關(guān)管開通時工作一段時間，因此輔助電路的損耗很小。圖6（d）為流過主開關(guān)管S₁及S₂的電流波形，從圖中可以看出，在續(xù)流階段電流為負，這是因為，=≈4.9>4，即>I_in2max(I_in1max)，所以，電感L_r中的電流一部分流過I_in1和D_r1續(xù)流，另外一部分流過S₁和S₂的反并二極管D_s1及D_s2續(xù)流，圖6(e)為輸出電壓波形，電壓值略大于理論值。

(a) v_gs1,v_gs2波形

(b) v_gsr波 形

(c) i_Lr，i_in1和i_in2波 形

(d) i_s1，i_s2波 形

(e) V_o波形

圖6 新型兩相Boost ZVT PWM變換器的仿真波形

6 結(jié)語

將零電壓轉(zhuǎn)換技術(shù)和多相變換技術(shù)相結(jié)合就可獲得一簇高性能和高功率密度的多相零電壓轉(zhuǎn)換PWM變換器，只用一個有源輔助開關(guān)就實現(xiàn)了兩相主開關(guān)管的零電壓開通和零電壓關(guān)斷以及二極管的零電流關(guān)斷和零電壓開通，并且主開關(guān)管和升壓二極管中的電壓、電流應(yīng)力與不加輔助電路一樣。電路拓撲簡單、成本低使得該類變換器在高性能、高功率密度功率變換場合得到了廣泛的應(yīng)用。本文以兩相Boost變換器為例分析了它的工作原理和特性，并給出了占空比D>0.5時的諧振元件參數(shù)的設(shè)計和仿真結(jié)果。