一種新穎的副邊控制型DC/DC半橋變換

提出一種新穎的副邊控制型DC/DC半橋變換器。該變換器從空載到滿載均能實現(xiàn)軟開關(guān)，其中原邊開關(guān)管實現(xiàn)ZVS，副邊開關(guān)管實現(xiàn)ZCS。變換器優(yōu)越的輸出波形減小了輸出濾波器的體積。分析了該變換器的工作原理和工作特性，并通過一個100 W（輸出12 V/8.4 A）的原理樣機進行了驗證，最后給出了實驗結(jié)果。
關(guān)鍵詞：副邊控制 零電壓零電流 DC/DC變換器
移相控制全橋DC/DC變化器已成為中大功率DC/DC變換器的較理想的實現(xiàn)方式之一。它不用附加諧振元件，只是利用變壓器的漏感和開關(guān)管（MOSFET）的結(jié)電容就可以實現(xiàn)開關(guān)管的零電壓開關(guān)，拓撲及控制均簡單，能恒頻運行。但移相ZVS全橋變換器在輕載時難以實現(xiàn)滯后橋臂的ZVS開關(guān)；另外在零狀態(tài)時，原邊有較大的環(huán)流，這就增大了導(dǎo)通損耗。為實現(xiàn)輕載時的ZVS，需要有足夠大的原邊電流。這樣就有兩種方式增大原邊電流：增大負載電流分量或增大激磁電流分量。傳統(tǒng)的方式是增大負載電流分量，在原邊串聯(lián)大電感，這種方法雖然可以增大實現(xiàn)ZVS的負載范圍，卻造成重載時副邊電壓的占空比丟失，需增大變壓器變比才能保證輸出同樣的電壓，這樣就導(dǎo)致原邊電流和導(dǎo)通損耗的增加。若將大電感改為飽和電感，雖然減小的占空比的丟失，但卻是以增大通態(tài)損耗為代價的。
激磁電流與負載無關(guān)，可以利用它來實現(xiàn)即使是空載時的ZVS。然而激磁電流的增加使得導(dǎo)通損耗也隨之增加，這是因為在變換器處于零狀態(tài)時，激磁電流以峰值形成環(huán)流，增大的變壓器和開關(guān)管電流的有效值。若能減小或消除環(huán)流時間，損耗會大大減小。本文提出一種副邊控制的方案，原邊不用實現(xiàn)PWM控制，故原邊可采用不可控半橋，使得激磁電流在增大的同時消除環(huán)流時間，減少損耗。并且該變換器較為理想的輸出電壓波形也減小了輸出濾波器的體積。