無論Q1、Q2、Q3、Q4，它的開通均在短暫的死區(qū)時間td以后發(fā)生。對于超前橋臂(Ql、Q3}}當(dāng)它關(guān)斷時，在死區(qū)時間td內(nèi)的續(xù)流電流不經(jīng)過電源vin，形成Q1與Q2，或Q3與Q4之間的短路電流，這種電流變化不激烈，在短暫的td內(nèi)，不會在副邊形成反向電壓，因此二極管Dai，D}的通斷情況不會改變。副邊將只有1只二極管導(dǎo)通，這時，具有大電感值的輸出濾波器電感Lo反射到原邊。若變壓器的漏感為乙;，則參與原邊諧振的電感量為，原邊電感儲能為: （Wmag為變壓器的勵磁能量），這較大的電感儲能迅速的在死區(qū)時間td內(nèi)對相應(yīng)并聯(lián)電容充放電，使經(jīng)過ld時刻后相應(yīng)的超前橋臂開關(guān)管開通時處于零電壓狀態(tài)。

 但是，對于滯后橋臂(Q2、Q4}，當(dāng)它關(guān)斷時，在死區(qū)時間td內(nèi)的續(xù)流電流反向經(jīng)過電源vin，續(xù)流電流急劇下降。這種電流的急劇變化，在副邊形成較大的反向電壓，導(dǎo)致二極管DRI或Dx2中未開通的那只二極管開通，而原己開通的二極管因有一段復(fù)合時間未全關(guān)斷，在副邊形成DR，和DR:同時開通，形成通過2個二極管短路的狀態(tài)。這樣便切斷了副邊反射電感n2Lo，使參與原邊諧振的電感量劇減到只剩下1.r，電感儲能相應(yīng)急劇減少，使在死區(qū)時間td內(nèi)相應(yīng)并聯(lián)電容充放電的過程減緩，在經(jīng)過Zd時刻后，相應(yīng)的滯后橋臂開關(guān)管開通時不能處于零電壓狀態(tài)，無法實現(xiàn)零電壓開關(guān)。

 從以上分析可以看到，滯后橋臂開關(guān)管開通時不能處于零電壓的原因在于它開通之前的續(xù)流電流要反向通過電源，使續(xù)流電流急劇下降。在副邊形成反壓，導(dǎo)致2個二極管同時導(dǎo)通，切斷了副邊反射電感之故。為了解決這個問題，在原邊，可以用2個方法:一是人為增大電感，增加電感儲能，顯然這個方法很不好;另一個辦法是另辟續(xù)流通道，使續(xù)流電流不反向通過電源，不形成電流急劇下降的局面，也就不會使副邊2個二極管處于同時導(dǎo)通的局面，能充分利用反射電感，只是線路會復(fù)雜一些。也可以在副邊想辦法:一用可控的開關(guān)管來代替不可控的二極管，確保副邊最多只開通1只管;二用電感來短暫承擔(dān)負壓，使原邊相應(yīng)電容放電完畢之前，都確保只有1只二極管導(dǎo)通，以使較大的Lo電感能在原邊電容充放電過程中能反射到原邊。由于這2種方法都能保證在原邊電容充、放電時，變壓器的副邊二繞組中，總有1組的電流籍位為零(即總有1只管不導(dǎo)通)，因此這種電路也可稱為“變壓器副邊電流箱位DC/DC全橋變換器”。

 本文重點討論這2種方法。其拓撲線路見圖3,圖4。圖3在副邊采用開關(guān)管代替二極管，為抑制尖峰，并加接了尖峰抑制器;圖4是在原有二極管的線路中，加接飽和電感器。圖中L;為變壓器的漏感，Rsi, RS:為尖峰抑制器，Lsi , LS:為飽和電感器。這2種電路的工作原理相似:依靠變壓器副邊電流箱位，超前橋臂(Ql 、Q3)和滯后橋臂(Q2、Q4)均利用勵磁電流和負載電流實現(xiàn)zvs，并且使用了尖峰抑制器和飽和電感器，很好地消除了變壓器原副邊電壓、電流尖峰。

副邊電流箱位電路的工作原理

 由于上面提出的2種電路工作原理相似，因此主要對第1種變換器的工作原理進行分析。尖峰抑制器是用來抑制電流、電壓尖峰的。為了便于理論分析，先不考慮其影響，將其去掉，如圖5所示。圖中，Ql一q，T, }  T:為變換器開關(guān)管;玲為變壓器原邊電壓;lp為原邊電流;Vrecc為變壓器副邊整流后的電壓。圖6為變換器的主要理論波形。圖中，QWQa}  T> >   T:為相應(yīng)開關(guān)管的驅(qū)動波形;i。為勵磁電流;td為死區(qū)時間;“為移相角。

 分析前作如下假設(shè):①所有開關(guān)管，續(xù)流二極管，電感，電容均為理想器件;②變壓器變比為K}漏感L;遠小于輸出濾波電感Lo;③開關(guān)管QWQ4并聯(lián)電容均為Cr，開關(guān)管T}v  T不并電容。

(1)    開關(guān)模態(tài)。[to時刻]

 在to時刻，Qa "   Qa"  T}導(dǎo)通。原、副邊電流回路見圖7(a)。由于濾波電感足夠大，可以將它看成一個電流源。此時，原邊電流I,o=I?,o+lo/K, la是輸出負載電流，瓜。是t0時刻的勵磁電流。

(2)    開關(guān)模態(tài)1 [to, t,]

 在to時刻關(guān)斷QI，原邊電流i,從Ql中轉(zhuǎn)移到C,"  C3支路中，給C:充電，同時C3被放電，如圖7(b)所示。由于有C,"  C3,  Q,為零電壓關(guān)斷。在該時段里，變壓器原邊漏感L;和濾波電感Lo是串聯(lián)的，而且L。很大，因此可認為原邊電流ii近似不變，類似于一個恒流源，其大小保持為I,o=I?}p+lo/K,   C，的電壓線性上升，C3的電壓線性下降，即

(3)開關(guān)模態(tài)2 [t,, t2]

  D:導(dǎo)通后，開通Q3是零電壓開通，如圖7(c)所示。Q:與Q1驅(qū)動信號之間的死區(qū)時間td }tp, o

 在這一時刻段中，變壓器原、副邊電壓均為零，勵磁電流}m保持最大值Imm不變。

(4)開關(guān)模態(tài)3   [t2, t3]

 在t2時刻關(guān)斷Q4，原邊電流從Q4中轉(zhuǎn)移到q、C4支路中，給q充電，同時CZ被放電，如圖7(d)所示。由于有CZ v   C4 s   Q4為零電壓關(guān)斷。

  Q4關(guān)斷后，T:還沒有開通，負載電流繼續(xù)流經(jīng)變壓器和T1管，變壓器原、副邊電壓開始反向。整流后的電壓味，開始變?yōu)樨撝怠?/SPAN>

 由于T:沒有開通，變壓器副邊繞組下半部分電流被箱位在零。變壓器原邊漏感1,r和濾波電感L。仍然是串聯(lián)的，輸出濾波電感足夠大，原邊電流l，仍近似不變。C4的電壓線性上升，C2的電壓線性下降。

    到t3時刻，c2上的電壓下降到零，Q:的反并二極管D:自然導(dǎo)通。該模態(tài)的時間為

    由公式(6)可以看出，滯后橋臂(Q2、Q4)和超前橋臂(Q1` Q3)具有相同的轉(zhuǎn)換速度。負載電流和勵磁電流均參與轉(zhuǎn)換。

(5)開關(guān)模態(tài)4' }t3, Z4J

  D:導(dǎo)通后，開通Q:是零電壓開通，如圖7(e)所示。由于t23-  t01，因此Q2 ` Q;驅(qū)動信號之間的死區(qū)時間可以設(shè)計得與QI `  Q3相同。

 在這一時間段，原邊電流仍然基本不變，整流后電壓vrec，也保持不變，其大小為

(6)開關(guān)模態(tài)5 fta} t51

 在t4時刻同時開通Qz" T2.  T:開通后，變壓器副邊上、F繞組同時導(dǎo)通，原邊電流LP迅速下降，過零后反向增長，同時整流后的電壓Vrec，也開始下降，過零后正向增加，如圖7('/所示。

(7)開關(guān)模態(tài)6 fts, tbl

 到‘時刻，原邊電流ZP增長到IP I}IK，整流后的電壓增長到v;?}。變壓器原邊向副邊傳遞能量，如圖7(g)所示。

 t6時刻關(guān)斷Q3，電路進入下半個工作周期，工作情況與上半個周期相同。

 變壓器副邊使用飽和電感器的電路(圖4)工作原理與上述的情況基本相同，區(qū)別在于:圖3電路中，t:時刻關(guān)斷Q4后，變壓器副邊繞組下半部分電流箱位是由開關(guān)管T:控制的，箱位時間大于死區(qū)時間;而圖4電路使用的是飽和電感器，當(dāng)變壓器原、副電壓開始反向后，由于飽和電感器L}還沒有進入飽和，作大電感運行，將副邊繞組下半部分電流籍位在零，副邊電壓基本都加在L}上，但是飽和電感器的箱位時間是由其本身決定的，如果箱位時間太短，那么滯后橋臂就不能完全是ZVS。

（轉(zhuǎn)載）