ZVZCS全桥变换器谐振设计与开关损耗研究

"ZVZCS全桥变换器谐振参数及其影响研究，宋坚锋，周迪，通过在全桥变换器超前臂上并联电容，可在很宽负载范围内实现超前臂的零电压开关，文中阐述了并联电容的计算方法及其对超前臂开关损耗的影响；利用变压器原边串联的阻断电容和饱和电感，可实现滞后臂的零电流开关，介绍了阻断电容的设计原则及其对滞后臂开关管的影响；通过对饱和电感损耗的分析，讨论了影响饱和电感发热的因素，给出了减小饱和电感发热的措施，并研制了一台输出为600V/5A的DC/DC全桥变换器验证了上述理论分析的正确性。" ZVZCS全桥变换器是一种广泛应用在电力电子领域的高效开关电源转换器，其主要优点在于能够在宽负载范围内实现开关器件的零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)，从而显著降低开关损耗，提高系统效率。本文由宋坚锋和周迪共同研究，探讨了ZVZCS全桥变换器的谐振参数及其对转换器性能的影响。 首先，研究者提出在全桥变换器的超前臂并联电容的方法，这可以确保在宽负载条件下，超前臂的开关能在零电压下进行切换，减少开关损耗。他们详细介绍了并联电容的计算方法，这对于优化设计和减小开关损耗至关重要。电容值的选择直接影响到超前臂开关的工作状态，过小可能导致零电压开关无法实现，过大则可能增加系统的体积和成本。 其次，为了实现滞后臂的零电流开关，研究者在变压器原边串联了阻断电容和饱和电感。阻断电容的设计是关键，它能够帮助滞后臂开关在适当的时间节点上实现电流的瞬间中断，避免了高电流冲击导致的开关损耗。同时，他们也分析了阻断电容的选择对滞后臂开关管的影响，确保了开关器件的安全运行。 此外，文章还深入探讨了饱和电感的损耗问题。饱和电感在电路中起到储能和控制电流的作用，但其自身也会因为磁通饱和而产生损耗。研究者通过对饱和电感损耗的分析，揭示了影响其发热的主要因素，如磁芯材料、电感值、工作频率等，并提出了相应的减小损耗和发热的策略，旨在优化转换器的热管理，提高整体系统稳定性。 最后，为了验证上述理论分析的准确性，研究团队实际制作了一台输出为600V/5A的DC/DC全桥变换器。通过实验验证，证明了理论分析的有效性，为ZVZCS全桥变换器的工程应用提供了有力的技术支持。 该研究为ZVZCS全桥变换器的优化设计提供了理论基础和实践经验，对于提升电源转换器的效率和可靠性具有重要意义，特别是在大功率AC-DC变换器和软开关技术领域。