無(wú)論Q1、Q2、Q3、Q4，它的開(kāi)通均在短暫的死區(qū)時(shí)間td以后發(fā)生。對(duì)于超前橋臂(Ql、Q3}}當(dāng)它關(guān)斷時(shí)，在死區(qū)時(shí)間td內(nèi)的續(xù)流電流不經(jīng)過(guò)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(huì)在副邊形成反向電壓，因此二極管Dai，D}的通斷情況不會(huì)改變。副邊將只有1只二極管導(dǎo)通，這時(shí)，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(chǔ)能為: 
（Wmag為變壓器的勵(lì)磁能量），這較大的電感儲(chǔ)能迅速的在死區(qū)時(shí)間td內(nèi)對(duì)相應(yīng)并聯(lián)電容充放電，使經(jīng)過(guò)ld時(shí)刻后相應(yīng)的超前橋臂開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)處于零電壓狀態(tài)。
但是，對(duì)于滯后橋臂(Q2、Q4}，當(dāng)它關(guān)斷時(shí)，在死區(qū)時(shí)間td內(nèi)的續(xù)流電流反向經(jīng)過(guò)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(kāi)通的那只二極管開(kāi)通，而原己開(kāi)通的二極管因有一段復(fù)合時(shí)間未全關(guān)斷，在副邊形成DR，和DR:同時(shí)開(kāi)通，形成通過(guò)2個(gè)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(chǔ)能相應(yīng)急劇減少，使在死區(qū)時(shí)間td內(nèi)相應(yīng)并聯(lián)電容充放電的過(guò)程減緩，在經(jīng)過(guò)Zd時(shí)刻后，相應(yīng)的滯后橋臂開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)不能處于零電壓狀態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)。
從以上分析可以看到，滯后橋臂開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)不能處于零電壓的原因在于它開(kāi)通之前的續(xù)流電流要反向通過(guò)電源，使續(xù)流電流急劇下降。在副邊形成反壓，導(dǎo)致2個(gè)二極管同時(shí)導(dǎo)通，切斷了副邊反射電感之故。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在原邊，可以用2個(gè)方法:一是人為增大電感，增加電感儲(chǔ)能，顯然這個(gè)方法很不好;另一個(gè)辦法是另辟續(xù)流通道，使續(xù)流電流不反向通過(guò)電源，不形成電流急劇下降的局面，也就不會(huì)使副邊2個(gè)二極管處于同時(shí)導(dǎo)通的局面，能充分利用反射電感，只是線路會(huì)復(fù)雜一些。也可以在副邊想辦法:一用可控的開(kāi)關(guān)管來(lái)代替不可控的二極管，確保副邊最多只開(kāi)通1只管;二用電感來(lái)短暫承擔(dān)負(fù)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(guò)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(shí)，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(diǎn)討論這2種方法。其拓?fù)渚€路見(jiàn)圖3,圖4。圖3在副邊采用開(kāi)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(lì)磁電流和負(fù)載電流實(shí)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(duì)第1種變換器的工作原理進(jìn)行分析。尖峰抑制器是用來(lái)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(kāi)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(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)波形;i。為勵(lì)磁電流;td為死區(qū)時(shí)間;“為移相角。
分析前作如下假設(shè):①所有開(kāi)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(yuǎn)小于輸出濾波電感Lo;③開(kāi)關(guān)管QWQ4并聯(lián)電容均為Cr，開(kāi)關(guān)管T}v T不并電容。
(1) 開(kāi)關(guān)模態(tài)。[to時(shí)刻]
在to時(shí)刻，Qa " Qa" T}導(dǎo)通。原、副邊電流回路見(jiàn)圖7(a)。由于濾波電感足夠大，可以將它看成一個(gè)電流源。此時(shí)，原邊電流I,o=I?,o+lo/K, la是輸出負(fù)載電流，瓜。是t0時(shí)刻的勵(lì)磁電流。
(2) 開(kāi)關(guān)模態(tài)1 [to, t,]
在to時(shí)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(shí)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(shí)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(rèn)為原邊電流ii近似不變，類似于一個(gè)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(kāi)關(guān)模態(tài)2 [t,, t2]
D:導(dǎo)通后，開(kāi)通Q3是零電壓開(kāi)通，如圖7(c)所示。Q:與Q1驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的死區(qū)時(shí)間td }tp, o
在這一時(shí)刻段中，變壓器原、副邊電壓均為零，勵(lì)磁電流}m保持最大值Imm不變。
(4)開(kāi)關(guān)模態(tài)3 [t2, t3]
在t2時(shí)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(shí)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(méi)有開(kāi)通，負(fù)載電流繼續(xù)流經(jīng)變壓器和T1管，變壓器原、副邊電壓開(kāi)始反向。整流后的電壓味，開(kāi)始變?yōu)樨?fù)值。
由于T:沒(méi)有開(kāi)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(shí)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(shí)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(fù)載電流和勵(lì)磁電流均參與轉(zhuǎn)換。
(5)開(kāi)關(guān)模態(tài)4' }t3, Z4J
D:導(dǎo)通后，開(kāi)通Q:是零電壓開(kāi)通，如圖7(e)所示。由于t23- t01，因此Q2 ` Q;驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的死區(qū)時(shí)間可以設(shè)計(jì)得與QI ` Q3相同。
在這一時(shí)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(kāi)關(guān)模態(tài)5 fta} t51
在t4時(shí)刻同時(shí)開(kāi)通Qz" T2. T:開(kāi)通后，變壓器副邊上、F繞組同時(shí)導(dǎo)通，原邊電流LP迅速下降，過(guò)零后反向增長(zhǎng)，同時(shí)整流后的電壓Vrec，也開(kāi)始下降，過(guò)零后正向增加，如圖7('/所示。
(7)開(kāi)關(guān)模態(tài)6 fts, tbl
到‘時(shí)刻，原邊電流ZP增長(zhǎng)到IP I}IK，整流后的電壓增長(zhǎng)到v;?}。變壓器原邊向副邊傳遞能量，如圖7(g)所示。
t6時(shí)刻關(guān)斷Q3，電路進(jìn)入下半個(gè)工作周期，工作情況與上半個(gè)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(shí)刻關(guān)斷Q4后，變壓器副邊繞組下半部分電流箱位是由開(kāi)關(guān)管T:控制的，箱位時(shí)間大于死區(qū)時(shí)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(kāi)始反向后，由于飽和電感器L}還沒(méi)有進(jìn)入飽和，作大電感運(yùn)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(shí)間是由其本身決定的，如果箱位時(shí)間太短，那么滯后橋臂就不能完全是ZVS。
（轉(zhuǎn)載）
