三电平软开关直流变换器典型拓扑分析
来源： 作者： 发布时间：2015-02-26 08:41:02 浏览量：当以满载运行时，电感储能
Emax=(Llk＋Lr)Iomax2/(2n2)
从而有
=25
这说明，满载运行时，系统环流能量将是滞后臂开关管零电压导通实际所需能量的25倍。这将直接导致变换器通态损绕线型电感器耗大大增加。
2）进一步增加了副边电压占空比ΔD丢失 主要原因是电感的增加导致原边电流从一个方向向另一个方向变化的斜率Vin/(Llk＋Lr)变小。副边整流管换流过程中，两二极管同时导通，副边电压箝位在零，电压Vab上升到电源电压Vin，原边电流可近似看作以斜率Vin/Llk线性变化，斜率越小，变化时间段间隔越长，占空比损耗越大。由ΔD=
可知，占空比损耗加大（fs为开关频率）。
3）加剧了漏感与副边整流二极管结电容的寄生振荡，使二次侧整流管耐压值增加。
3.2 引入滤波电感谐振扩大零电压开关负载范围
如图2所示，该改进拓扑使用了两个饱和电感S5，S6作为开关，分别与输出整流二极管的阳极相串联。超前臂的关断过程与传统的三电平ZVS变换器一样。此拓扑是在滞后臂开关管进行状态转换的短暂期间，使副边整流二极管不能同时导通，则输出滤波电感n2Lout可被用来参与谐振，由于输出滤波电感远远大于变压器漏感，因此，大大扩展了滞后臂开关管的零电压负载范围。该拓扑的特点是由于漏感不再是实现ZVS必不可少的元件，因此可以很小，这样占空比损失和副边整流二极管的寄生振荡也大大降低。
图2 具有输出滤波电感的三电平移相全桥ZVS变换器
3.3 利用倍流整流电路扩大零电压开关负载范围
文献[6]提出了用移相控制三电平倍流整流零电压开关变换器来扩大零电压开关负载范围。倍流整流是从全波整流方式演化而来的，即用两个独立的，大小相同的电感代替全桥整流拓扑中的一组整流管，仍保持“全波整流&r塑封电感器dquo;的形式，实质是两个电感交错并联。因而，该拓扑除具有前述电路的优点外，还由于副边整流二极管自然换流，从而避免了反向恢复造成的电压尖峰和电压振荡。该拓扑如图3所示。
图3 三电平倍流整流移相全桥ZVS变换器
3.4 利用变压器励磁电感扩大零电压开关负载范围
从前面变换器的讨论中可以看扁平型电感出，在滞后臂开关管关断的谐振过程中，虽然励磁电感Lm具有较大的数值，但由于原副边的短路，它基本上无法参与谐振。只有当励磁电流iLm大于副边反射电流Io/n时，励磁电感Lm才可能参与谐振[3]。因而，在具有变压器励磁电感三电平移相全桥ZVS变换器中，增加了两个开关管S5，S6（用于使副边开路），分别与输出整流二极管阴极相串联，同时在副边增加了一个续流二极管（副边开路后续流）。S5，S6可以用磁放大器构成的饱和电抗器构成。在这个电路中，变压器漏感很小，滞后臂开关管关断后，通过使励磁电感Lm参与谐振，保证开关管在轻负载下的零电压导通。
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