移相控制零开关谐振型PWM DC-DC全桥变换器的研究

移相全桥（Phase-shifted Full-bridge, PS FB）PWM DC-DC变换器开关管工作在零电压开关（Zero-Voltage Switching, ZVS）或零电流开关（Zero-Current Switching, ZCS）方式时,具有开关应力小、开关损耗小、工作频率高等特点,广泛应用于高输入电压、大功率的直流变换场合。 本文分析了带隔直电容的PS FB ZVS PWM DC-DC变换器的工作原理、电路特性及隔直电容Cb对变换器工作过程的影响。根据Cb值的不同,将变换器原边电流的环流阶段、滞后桥臂开关管的开、关转换过程及整流二极管的换流过程分为两种工作模式;由临界条件推导出隔直电容的临界值Cb（crit）;对不同工作模式下,副边占空比的丢失作了分析比较,得出以下结论:当Cbb（crit）时,副边占空比丢失较小。 提出了一种新颖的PS FB ZVZCS PWM DC-DC变换器,与各种传统的PS FB ZVZCS PWM DC-DC拓扑结构相比较,具有以下优点:超前桥臂开关管采用MOSFET实现ZVS,滞后桥臂开关管采用IGBT实现ZCS,开关频率高、可靠性高、功率密度高、输入电压和负载变化范围宽等。深入分析了该变换器的工作原理,给出了不同工作模式下的状态方程和等效电路,并介绍了主要元件参数的设计。 运用PSPICE对所提出的理论进行了仿真分析;研制了PS FB PWM DC-DC变换器样机,对理论分析结果进行了实验验证;仿真和实验结果论证了理论分析的正确性和提出方案的可行性。