改进型ZVS三电平变换器：解决电压过冲与占空比丢失

"针对基本ZVS三电平变换器的不足，该研究提出了一种改进型的倍流整流式零电压开关（Zero Voltage Switching, ZVS）三电平DC-DC变换器。此变换器在原有ZVS三电平变换器基础上，于变压器原边添加了辅助网络，辅助谐振网络确保滞后臂实现ZVS，副边采用倍流整流电路，避免了整流二极管的电压过冲和占空比丢失问题。与基础ZVS三电平变换器相比，改进型变换器具有辅助网络结构简单、ZVS范围更广、无副边电压过冲和占空比丢失，同时控制策略更为灵活。论文详细探讨了变换器的工作原理，并通过一个24V/10A、80kHz的实验样机进行了验证。" 本文主要关注的是电力电子领域的软开关技术，特别是三电平DC-DC变换器的设计改进。传统的ZVS三电平变换器在高开关频率下存在一些问题，如滞后臂零电压开关范围有限、占空比丢失严重、整流二极管反向电压过冲以及效率低等。为了解决这些问题，作者提出了一个创新的解决方案。 新设计的变换器在变压器原边增加了一个辅助网络，这个网络协同辅助谐振电路，使得滞后臂的开关能够在零电压条件下进行，从而降低了开关损耗。在副边，采用倍流整流电路，使得整流二极管能够在自然换流状态下工作，有效避免了电压过冲和占空比丢失的现象，这对于提高变换器的效率和稳定性至关重要。 此外，这种改进的变换器由于其辅助网络结构简单，不仅降低了设计和制造的复杂性，还扩大了零电压开关的适用范围，使得在更广泛的工况下都能实现软开关操作。同时，由于没有电压过冲和占空比丢失，变换器的控制策略更加灵活，可以根据不同的应用需求进行调整。 在实际应用中，这种变换器对于高电压输入和高功率密度的需求特别适用，因为三电平拓扑可以显著降低开关元件上的电压应力，减少输出电压的谐波成分，从而提高整体系统的效率和性能。论文中通过实验样机的测试结果进一步证实了理论分析的正确性和改进设计的有效性。 这篇论文对三电平DC-DC变换器的优化设计进行了深入探讨，提供了一种新的、具有明显优势的软开关方案，对于电力电子技术的发展和高效率电源系统的设计有着重要的参考价值。