0 引 言

　　半橋DC/DC變換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，控制方便,，非常適用于中小功率場(chǎng)合。硬開(kāi)關(guān)變換器高頻時(shí)開(kāi)關(guān)損耗很大,，嚴(yán)重影響其效率,。軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可降低開(kāi)關(guān)損耗和線路的EMI，提高效率和功率密度,，提高開(kāi)關(guān)頻率從而減小變換器體積和重量,。傳統(tǒng)半橋變換器有兩種控制方法,，一種是對(duì)稱(chēng)控制，一種是不對(duì)稱(chēng)互補(bǔ)控制,。本文主要分析實(shí)現(xiàn)半橋DC/DC變換器軟開(kāi)關(guān)的PWM控制策略,。

　　1 控制型軟開(kāi)關(guān)PWM 控制策略

　　控制型軟開(kāi)關(guān)半橋DC/DC變換器不增加主電路元器件（可增加電感電容元件以實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)條件），通過(guò)合理設(shè)計(jì)控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān),。圖1給出4種控制型軟開(kāi)關(guān)半橋DC/DC變換器的PWM 控制策略,。

圖1 控制型軟開(kāi)關(guān)PWM 控制策略

　　1.1 不對(duì)稱(chēng)互補(bǔ)脈沖PWM 控制

　　開(kāi)關(guān)管的控制脈沖不對(duì)稱(chēng)互補(bǔ)，采用此控制策略的傳統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)半橋變換器已廣泛應(yīng)用于中小功率場(chǎng)合,。其原邊開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)ZVS的方式有2種：負(fù)載電流ZVS方式和勵(lì)磁電流ZVS方式［1］,。其優(yōu)點(diǎn)是：兩個(gè)開(kāi)關(guān)管都可實(shí)現(xiàn)ZVS；一些可改善移相全橋變換器滯后臂軟開(kāi)關(guān)條件的措施也可用于不對(duì)稱(chēng)半橋變換器,；不存在硬開(kāi)關(guān)中的震蕩問(wèn)題,；與移相全橋變換器相比，無(wú)循環(huán)能量,。其缺點(diǎn)是：開(kāi)關(guān)管電壓應(yīng)力和開(kāi)關(guān)管軟開(kāi)關(guān)條件不一致,，上管較難實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)；整流管電壓應(yīng)力不一致,，且隨占空比變化,，一些應(yīng)用場(chǎng)合一個(gè)整流管電壓很高，器件較難選擇,；輕載時(shí)會(huì)失去軟開(kāi)關(guān)條件,；變壓器直流偏磁，負(fù)載越重占空比越小,，偏磁越嚴(yán)重,；非常不適用于寬輸入或?qū)捿敵鲭妷旱膽?yīng)用場(chǎng)合。

　　1.2 移相脈沖PWM 控制

　　采用此控制策略的半橋也稱(chēng)為雙有源半橋［2,，3］,。

　　此控制策略與傳統(tǒng)的移相全橋拓?fù)漕?lèi)似，區(qū)別在于移相的兩個(gè)橋臂分布在變壓器的原副邊,。此拓?fù)渲?，變壓器的漏感是中間儲(chǔ)能元件。原副邊半橋各產(chǎn)生一個(gè)占空比為50%的方波,，通過(guò)調(diào)節(jié)輸出兩個(gè)橋之間的移相來(lái)控制變壓器漏感的能量從而調(diào)節(jié)輸出電壓,。此拓?fù)淇蓪?shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍的軟開(kāi)關(guān)，同時(shí)輸出又能獲得同步整流,。其缺點(diǎn)是：循環(huán)能量非常大,，輸出電流紋波大。為了改善輸出電流紋波大的缺點(diǎn)，移相ZVS半橋電路被提出［4］,。

　　1.3 脈沖移位PWM 控制

　　文獻(xiàn)［5］提出脈沖移位PWM 控制策略,。上管下降沿與下管前沿互補(bǔ)，脈寬相同,?？蓪?shí)現(xiàn)下管的ZVS開(kāi)通，上管仍然是硬開(kāi)關(guān),。其優(yōu)點(diǎn)是：可減少部分開(kāi)關(guān)損耗,；變壓器不存在直流偏磁,；整流管電壓應(yīng)力對(duì)稱(chēng),；寬范圍輸入上優(yōu)于不對(duì)稱(chēng)半橋。增加輔助電路可實(shí)現(xiàn)上管的ZVS［6］,。

　　1.4 不對(duì)稱(chēng)脈沖PWM 控制

　　文獻(xiàn)［7］提出不對(duì)稱(chēng)脈沖PWM 控制,，其下管下降沿與上管的前沿互補(bǔ)，上管可實(shí)現(xiàn)ZVS.只要設(shè)計(jì)的占空比較小,，無(wú)需其它措施即使工作在較高頻率下開(kāi)關(guān)損耗也很小,。變壓器直流偏磁，除占空比端點(diǎn)外,，偏磁電流小于不對(duì)稱(chēng)半橋,。寬范圍適用性優(yōu)于傳統(tǒng)的不對(duì)稱(chēng)半橋。低壓大電流的應(yīng)用場(chǎng)合有一定的優(yōu)勢(shì),。

　　2 緩沖型軟開(kāi)關(guān)對(duì)稱(chēng)PWM 控制策略

　　對(duì)稱(chēng)控制半橋變換器磁心雙向磁化,，利用率高，且不存在偏磁,?？刂品奖悖刂铺匦跃€性,。功率管上電壓應(yīng)力低,，適用于高輸入電壓場(chǎng)合，但此種半橋變換器較難實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān),，變換器效率難以得到提高,。

　　2.1 對(duì)稱(chēng)PWM 控制ZVS半橋變換器

　　文獻(xiàn)［8］提出一種對(duì)稱(chēng)PWM 控制ZVS半橋變換器（見(jiàn)圖2），其與傳統(tǒng)半橋電路相比,，對(duì)稱(chēng)PWM 控制的ZVS直流變換器增加了一個(gè)由輔助開(kāi)關(guān)管和一個(gè)二極管組成的支路,。其主開(kāi)關(guān)管不僅工作在對(duì)稱(chēng)狀態(tài)，而且下管和輔助開(kāi)關(guān)管可在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)ZVS,，上管也能在寬負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)ZVS,，引起的附加損耗很小。該變換器器件所受應(yīng)力小,，可靠性高,，其更適合采用MOSFET做開(kāi)關(guān)管,，較少應(yīng)用于高電壓、大功率場(chǎng)合,。該變換器需要利用諧振電感的儲(chǔ)能來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的ZVS,，增大諧振電感能擴(kuò)大上管ZVS范圍，但會(huì)使占空比丟失嚴(yán)重,，設(shè)計(jì)諧振電感時(shí)須權(quán)衡考慮實(shí)現(xiàn)上管ZVS和減小占空比丟失［9］,。

圖2 對(duì)稱(chēng)PWM 控制ZVS半橋變換器

　　2.2 對(duì)稱(chēng)PWM 控制ZCS半橋變換器

　　文獻(xiàn)［10］提出一種對(duì)稱(chēng)PWM 控制ZCS半橋變換器（見(jiàn)圖3），在傳統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)半橋電路變壓器的副邊增加了一條由輔助開(kāi)關(guān)管,、諧振電容和諧振電感串聯(lián)構(gòu)成的輔助支路,。其主開(kāi)關(guān)管不僅工作在對(duì)稱(chēng)狀態(tài)，而且變換器能在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)所有開(kāi)關(guān)管的ZCS和所有二極管的ZVS.與對(duì)稱(chēng)控制半橋一樣,，輔助開(kāi)關(guān)管每半個(gè)周期導(dǎo)通一次,，利用諧振電容與變壓器漏感的諧振為全負(fù)載范圍所有開(kāi)關(guān)管ZCS及所有二極管ZVS創(chuàng)造了條件，重載時(shí)難以實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān),。

圖3 對(duì)稱(chēng)PWM 控制ZCS半橋變換器

　　3 結(jié) 論

　　本文明確了控制型軟開(kāi)關(guān)半橋DC/DC變換器的定義,，主要總結(jié)和歸納了4種控制型軟開(kāi)關(guān)半橋DC/DC變換器的PWM 控制策略和2種緩沖型軟開(kāi)關(guān)半橋DC/DC 變換器的對(duì)稱(chēng)PWM 控制策略，對(duì)上述PWM 控制策略進(jìn)行了深入分析和綜合比較,，為選擇具體應(yīng)用場(chǎng)合提供了依據(jù),。

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