带隔离变压器的变换器零电流转换方案张方华，严仰光南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016压器副边构造了和主功率回路并联的辅助谐振网络，在主开关管关断以前开通主开关管，通过谐振电容的高电压封锁副边整流桥的输出，使变压器原边电流降到零，在全负载范围内实现了主管和辅管的零电流开关。该文以推挽正激变换器为例，进行了详细的理论分析和关键参数的设计，通过原理样机的研制证明了这种方案的优点。*后给出了应用此种思想实现冗的族变换器拓扑。

　　开关零电流转换；电力电子1引言捉高开关器件的关频率，减小磁性元件的体枳重是提高功率密度的义键技术。而在硬开关状态下，开关频率的捉高意味着发损耗的大幅度，加，闪此有必要采软开关技水。20世纪80年代以来，软开关技术以到深广泛的研宄并取得了迅速发展，90年代进步提了零转换26以正激推挽电路的研究为平台1.通过辅助电路构成了零电流开关208的正激推挽电路，2.但这种电路的谐振电感在主回路中，增大了导通损耗。本文，加2个单向导通极管，把谐振电感。，出主回路，构成零电流转换2.正激推挽电路，3.实现了主功率管和辅助开关管的零电流开关。本文实现2，说，思想可以应用到其它有变压器隔离的拓扑中。

　　2工作原理分析2.1稳态工作基本关系分析。

　　设原边匝数产外2=，副边匝数况=匝比2=2叭；乃为开关周期，开关频率=乃；为平均负载电流今为输出滤波电感为输出滤波电容；7为负载电阻。

　　电路的稳态工作基本关系和正激推挽电路相同，可参考文5，7.

　　自然关断。，态1的持续时间为尸472.

　　基本关系式为221时刻前，谐振电感电流和谐振电2.2各工作模态的工作情况电流参考方向。下面通过具体的工作模态，给出实现软开关的关键波形和控制策略，着重分析实现软开关的机理。4为电路的工作原理波形，在整个工作周期，该电路有16个模态。在分析之前，做出以下假设开关管极管为理想器件，电感电容为理想元件；今4；今足够大，可以看成个电流为的电流源。

　　容电压都为6时刻以后，副边感应电压加在谐振元件10上，和0开始谐振。经过乃2到2时刻，经*大值14时谐振到零，由于反向通路被，截止，谐振过程被打断，电压上升到2〃4，达到*大值。模态2的持续时间为Z12流过开关管的电流为2，3从2时刻开始，31自然关断，保持为2〃不变。副边电流或者说为负载电流，为正常地PWM开关模态。7，7l0=v+iC；断，漏感平均电流4在原边环流。负载电流通过，4续流。时刻81开通，副边感应电压心加在副边漏感4上。，3电流线性上升，2，4电流线性下降。相应地，原边电流也从，开始线性上升，开关管8是有缓冲的零电流开通的。6时刻，0103中的电流上升到负载电流。，2，43，43时刻零电流开通8电容6；和副边漏感谐振，副边输出电流谐振减小，时刻，心1电流减小到零，电容0上的电压为模态4的持续时间为4，心谐振电容提供负载电流，电容电压断81；6时刻电容电压减小到0.持续时间流，时刻可零电压零电流关断辅助开关管。8时刻零电流开通主开关管82，开始下半个开关周期。下半个开关周期的工作模态和上半个周期相同，不再赘述。

　　2.3参数设计谐振元件夂和，1和，的设计由以下3点制约谐振阻抗足够大，以减小由于心，谐振而给原副边增加的电流应力。般取这也是2，1方案相对208方案的个优点，即增加的谐振电流可以小于*大负载输出电流响需尽量减小谐振周期这里定义，应能维持较长的提供负载电流的时间，以便主功率管的零电流关断在控制上容易实现，即，46匪=7，4应足够长。

　　+=.，这样由式⑶炸口原边开关管的*大电流为。32，74.，电流应力增大，但小于208方案中的电流应力。

　　由于谐振过程的工作时间很短，流过整流管的电流有效值变化很小，所以整流管的电流定额基本上不变。由式14可知，谐振电容的电压为2叱，这样01的电压定额要比原来增大1倍。

　　3实验结果根据理论分析，采用此方案，研制成功28.5输入，75输出1让000020丁变换器，开关频率为100纽2.5给出了输出电流7，10时的实验波形5幻中1为原边开关管81栅源电压波形；2为辅助开关管栅源电压波形；3为谐振电容，电压波形，4为。电流波形。5，3中1为原边开关管8栅源电压波形；2为辅助开关管8栅源电压波形；3为整流极管01电压波形，4为谐振电感4电流波形。由波形可81开通时，副边电流有缓冲地上升，副边电流在81关断前已降到0，这个电流按匝比折算到原边，可主功率开关管为有缓冲地开通，208关断。

　　4乙变换器族将这种201思想应用到常用的隔离型变换器拓扑中，可以得到族零电流开关的变换器拓扑。

　　5结论木文在提出208实现想的基础上，增加两个单向导通极管，把谐振电感移出主功率回路，构成了零电流转换201的0000变换器。

　　借助辅助网络的加入，通过谐振，使谐振电容电压维持高电位，在土功率管关断以前开通辅助开关管，用这个高电压封锁副边整流桥的输出，这杆副边电流在8182关断以前电流降到零，使得原边电流也降到零，在全负载范内实现主管和辅管的零电流208开关。本文以正激推挽电路为例，进行了详细的理论分析和关键参数的设计。通过28.5输75，输出，0，20丁变换器原理柞机了应用此种圯想实现20丁的族变换器拓扑。

　　3打3叩6.正激推挽电路的研究及工程实现8加41挽变换器口似0仙，爪34，取6，1电力电子技术，6犷Electronics，2002，21张方华1976，男，博士研宄生，主要从事双向0700变换器；王慧贞1964，女，##工程师，主要从事航空电源研宄；严仰光1935，男，教授，博士生导师，主要从事航空电源系统研宄。

　　责任编辑王彦骏