解决ZVS全桥变换器滞后桥臂开关问题的新拓扑

"本文主要探讨了中大功率的移相全桥零电压开关变换器在滞后桥臂开关管零电压开通方面存在的问题，并提出了解决这些问题的新方法。文章重点研究了两种拓扑结构：一种是副边采用开关管的电路，另一种是采用饱和电感器的电路。这两种设计都能实现滞后桥臂开关管的零电压开通和关断，有效地消除了电压和电流尖峰。此外，文章还深入讨论了电路参数设计和占空比丢失等问题，并对两种拓扑进行了对比。实验结果证实了理论分析的正确性。" 在中大功率的DC/DC转换领域，移相全桥零电压开关变换器（PSFB ZVS PWM DC/DC）因其高效、控制简便等优势而被广泛应用。然而，这种变换器在轻负载条件下，滞后桥臂开关管难以实现零电压开关（ZVS），导致开关损耗增加。传统解决方法包括串联饱和电感器、利用变压器励磁电流或辅助谐振网络，但这些方法在特定负载下仍存在挑战。 针对这一问题，本文提出了两种创新的解决方案。第一种是通过在变压器副边加入开关管和尖峰抑制器，这可以确保滞后桥臂开关管在宽负载范围内实现ZVS，同时抑制电压尖峰。第二种方法则是利用饱和电感器，同样能够有效地消除开关损耗并控制电压波动。这两种拓扑设计都旨在改善滞后桥臂开关管的工作条件，提高整体转换效率。 文章详细分析了滞后桥臂开关管难以实现ZVS的根本原因，并提供了相应的对策。在设计这两种新拓扑时，考虑了电路参数的选择以及如何避免占空比丢失，以确保在不同负载条件下的稳定工作。通过理论分析和实验验证，这些新方法被证明是有效的，为大功率DC/DC变换器的优化设计提供了新的思路。 关键词涵盖的领域包括：变压器副边电流箝位技术，用于减少开关损耗的零电压开关，以及尖峰抑制器和饱和电感器的应用，这些都是提高转换器性能的关键技术。此外，这些技术也与电子技术中的开发板，特别是ARM开发板相关，因为它们可以用于实现这些复杂拓扑的硬件平台。 总结来说，本文的研究对于推动大功率DC/DC变换器的技术进步具有重要意义，尤其是在地铁和轻轨车辆等高压电网环境下的应用，它为实现更高效、更可靠的电源转换系统提供了理论基础和实践指导。