新型两相零电压转换PWM变换器的研究

4.1 C₁和C₂的设计

C₁是用来使S₁实现零电压关断的，C₁的大小应使得v_DS(S₁)即v_C1上升速度不要太快。一般可选择在最大负载时，v_C1从0上升到V_o的时间为（2～3）t_off，t_off为S₁的关断时间。则

C₁=(2～3)t_off （2）

同样，可以求取C₂。

4.2 L_r的设计

辅助电路只是在主开关管S₁和S₂开通的一小段时间工作，其它时间停止工作。为了不影响主电路的工作时间，辅助电路的时间不能工作太长，一般可选择为开关周期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 仿真结果与分析

为验证两相Boost ZVT PWM变换器理论分析的正确性，对该变换器进行了仿真分析。仿真参数如下：输入电压V_in=DC 150V；输出电压V_o=DC400V；开关频率f_s=100kHz；升压电感L_f1=L_f2=450μH；滤波电容C_f=470μF；输出电流I_o=2A。由式（2）及式（3）得C₁=C₂=1.8nF，L_r=12μH。两相Boost ZVT PWM变换器的仿真结果如图6所示。图6（a）为主开关管S₁及S₂的驱动信号v_GS1和v_GS2。图6（b）为辅助开关管S_r的驱动信号v_GSr。图6（c）为谐振电感电流i_Lr和输入电流i_in1和i_in2的波形，从图中可以看出辅助电路工作时间很短，只是在主开关管开通时工作一段时间，因此辅助电路的损耗很小。图6（d）为流过主开关管S₁及S₂的电流波形，从图中可以看出，在续流阶段电流为负，这是因为，=≈4.9>4，即>I_in2max(I_in1max)，所以，电感L_r中的电流一部分流过I_in1和D_r1续流，另外一部分流过S₁和S₂的反并二极管D_s1及D_s2续流，图6(e)为输出电压波形，电压值略大于理论值。

(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

图6 新型两相Boost ZVT PWM变换器的仿真波形

6 结语

将零电压转换技术和多相变换技术相结合就可获得一簇高性能和高功率密度的多相零电压转换PWM变换器，只用一个有源辅助开关就实现了两相主开关管的零电压开通和零电压关断以及二极管的零电流关断和零电压开通，并且主开关管和升压二极管中的电压、电流应力与不加辅助电路一样。电路拓扑简单、成本低使得该类变换器在高性能、高功率密度功率变换场合得到了广泛的应用。本文以两相Boost变换器为例分析了它的工作原理和特性，并给出了占空比D>0.5时的谐振元件参数的设计和仿真结果。