提升效率的新型全桥ZVS PWM DC-DC变换器设计

本文主要探讨了电源技术中一种新型的PWM全桥DC-DC变换器的设计和实现。首先，引言部分介绍了移相全桥零电压开关电路作为大功率开关电源的优势，包括结构简单、易于实现恒频控制、高频化性能好、无需辅助电路以及能够有效降低铁磁元件容量、变压器漏感和开关器件寄生电容的影响。这种电路的软开关特性使得开关器件的应力减小，同时开关损耗也相对较小，这在DC/DC变换中得到了广泛应用。 然而，传统的硬开关模式在零电压开关（ZVS）PWM电源中存在开关损耗大的问题，尤其是在高频操作时，尽管能缩小体积和重量，但损耗加剧。为了改善这种情况，文中提出了一种改进型的移相全桥ZVS PWM DC-DC变换器，旨在通过采用零电压/零电流开关（ZVS/ZCS）技术或软开关技术来优化波形，减少开关过程中的能量损失。这种技术可以使小功率电源的效率提升至80%~85%，并且在过去的几十年里，随着技术的发展，已经出现了诸如准谐振、全桥移相ZVS-PWM、恒频ZVS-PWM/ZCS-PWM等多种软开关方法。 我国在通信电源领域已成功应用了最新的软开关技术，例如6kW通信电源的效率甚至达到了93%。改进型的移相全桥ZVS DC-DC变换器的电路拓扑结构相比于传统设计，其显著特点是波形不交叠，从而显著降低了开关损耗。图2-1(a)和(b)展示了改进型电路的具体结构及其关键波形特征，这些图形直观地展示了新设计如何优化开关器件的工作条件，进一步提升了电源的性能和效率。 总结来说，本文的核心是介绍了一种创新的移相全桥ZVS PWM DC-DC变换器，它通过改进的电路设计实现了软开关技术，有效地降低了损耗，提高了电源转换效率，并且适用于大功率应用，具有重要的实际意义。