移相桥滞后桥臂实现零电压开关的方法综述

图3 滞后桥臂并联谐振网络变换器的控制策略

模态1 S₁及S₂同时导通，滤波电感电流线性增加。

模态2 S₁关断，原边电流抽取S₃并联电容C₃上的电荷，同时对S₁并联电容充电，在充放电完毕，D₃导通。由于输出电路电感很大，因此，流过滤波电感上的电流可以看作为一个恒流源。

模态3 在D₃导通后，就可以零电压开通S₃。此时，变压器原边电压变为零，副边电压也同时变为零，4个整流二极管同时导通，以维持输出滤波电感电流。

模态4 关断S₂，利用存储在漏感上的能量抽取C₄上的电荷，并给C₂充电，当漏感很小，存储在漏感中的能量不足以抽取C₄上的电荷，并给C₂充电时，D₄就不会导通，那么S₄就不能实现零电压开通。为了使S₄实现零电压开通，在关断S₂前先开通S_a来建立谐振电流。

模态5 当谐振电流建立到足够大时，同时关断S₂及S_a，这样有谐振电感和漏感上的能量一同提供充放电所需的能量，使得S₄实现零电压开通。

模态6 当D₄导通，就可以在零电压条件下开通S₄，输出电流反馈到原边流过S₃及S₄。在谐振电感上的能量经过S₄和D_b回馈到电源。

后半个周期工作状态跟前半个周期一样。

本电路的优点是：

1）滞后桥臂能够成功地实现零电压开通关断；

2）开关的开通损耗比较低；

3）占空比丢损比较小。

本电路中，谐振电感的设计比较重要，如果谐振电感选择得过大，就容易引起不必要的开通损耗，如果过小，又不能够使滞后桥臂实现零电压关断。谐振开关的开通时间也要合理选择，才能在实现滞后桥臂的零电压关断的条件下又不引起过多损耗。

上面电路的主要缺点是在负载比较小的时候，实现超前桥臂的零电压关断比较困难；电路中增加了两个谐振开关，使电路成本增大；控制电路比较复杂；谐振电路的开关是硬开关关断，将会产生额外损耗；两个谐振电路都是与同一个桥臂两个开关管并联，使得电路阻尼震荡加剧。

4 一种新的并联谐振网络的零电压开关移相全桥变换器

文献中也提出了一种并联谐振网络的方法，是将谐振网络分别与两个桥臂的下管并联，如图4所示。这样需调整一下控制方法，其控制策略如图5所示。S₂及S₄的开通时间为DT/2，而S₁及S₃的开通时间为（1－D）T/2，占空比的调节不需要移相，只要调整S₂及S₄的驱动信号的宽度就可以实现。由于S₁及S₃的开通处于能量传送过程，其并联电容上的电荷能够在它们开通前由原边漏感电流和副边耦合过来的电流抽掉，它们能够实现零电压开通，但S₂及S₄处于换流阶段，存储在漏感上的电流不足以使S₄或S₂的并联电容的电压降到零，这样需要借助谐振电路。在S₂（S₄）导通前，打开谐振开关S_a1（S_a2），在谐振电感上建立谐振电流，当S₁（S₃）关断时，就可以参与桥臂并联电容的充放电。这样电路中的4个开关管可以全部实现零电压开通。在该电路中，谐振支路与主开关管并联，可以实现任意较宽负载的零电压开关。由于可以减少漏感，从而减少了占空比的丢失。有源辅助电路种类的增加，使得选择最合适的电路并使设计达到要求成为可能。

图4 一种新的并联谐振网络的ZVS移相全桥变换器