零转换PWM DC/DC变换器新型拓扑对比分析

零转换PWM DC/DC变换器是一种高效且器件应力较小的电力电子变换器，它在DC/DC转换器领域中占据重要地位。这类变换器的核心特点是通过软开关技术实现主开关管的零电压或零电流开通和关断，以减少功率损耗、提升系统效率和稳定性。 文章首先介绍了几种常见的软开关技术，如零电压准谐振变换器(ZVS-QRC)、零电压多谐振变换器(ZVS-MRC)和ZVS-PWM变换器，它们各有优势但也存在压力应力大、导通损耗等问题。相比之下，零转换PWM变换器通过并联谐振网络和软开关操作，解决了这些问题。其主要优点包括： 1. 降低开关器件的电压和电流应力，有利于延长器件寿命和减少发热。 2. 在各种输入电压和负载条件下，能保持稳定的零电压状态，提高电路的动态响应。 3. 辅助谐振网络处理的小环流能量较小，减少了导通损耗，提高了整体效率。 4. PWM控制方式实现恒频工作，便于精确的功率调节和控制。 近年来，研究者们不断开发创新的零转换PWM拓扑，如ZVT-PWM变换器的改进型、ZCT-PWM变换器和ZCZVT-PWM变换器等。ZVT-PWM变换器如文献[4]中所示，通过先开通辅助开关S1形成谐振，然后在主开关S两端电压达到零时导通，之后迅速关闭S1。这种设计显著降低了电压应力，但可能涉及额外的开关损耗和复杂的控制策略。 ZVT-PWM的改进型可能考虑了减少开关损耗、提高开关速度或简化电路结构。ZCT-PWM（Zero Current Turn-on PWM）变换器强调零电流开通，进一步减小了器件应力；而ZCZVT-PWM（Zero Current Zero Voltage Turn-on PWM）可能同时实现了零电压和零电流开通，理论上提供最佳的器件保护和效率。 总结来说，零转换PWM DC/DC变换器通过优化拓扑结构和采用软开关技术，不仅提升了变换器的性能，还促进了其在各种应用领域的广泛应用，如便携式电源、电动汽车充电、数据中心供电等。未来的研究将继续聚焦于提高效率、减小体积和降低成本，推动这一技术的进一步发展。