11
基本移相控制变换器工作过程： 12种工作模式（5）
Q1
Q1 Vin Q3 D1
Q3 Q2 I2
Q1 Q4
A
C1
Q2
D2
B
C2
D3
C3
Q4
D4
C4
ip vAB
Q4 I1
Llk DR 1
Lf RL0Βιβλιοθήκη Cfvin v in
DR 2 TR (e) [t 3 , t 4]
v rect 0 t0 t1 t2 t3 t4 t5 V in/ K t6 t7 t8 t9t 10t11 t 12t 13
14
超前桥臂实现ZVS

超前桥臂容易实现ZVS，输出滤波电感Lf 与谐振电感Lr串联，此时用来实现ZVS的 能量是Lf和Lr中的能量。一般来说，Lf 很大，在超前桥臂开关过程中，其电流 近似不变，等效于一恒流源。为了实现 超前桥臂的零电压开通，必须使Q1和Q3驱 动信号的死区时间满足以下关系：
Vin (C1 C3 ) 4 NCoss Vin Td ( lead ) Ip I zvs
8
基本移相控制变换器工作过程： 12种工作模式（2）
Q1 Vin Q3 D3 D1
A
C1
Q2
D2
B
D4
C2
Q1 Q4 I1
Q3 Q2 I2
Q1 Q4
C 3
Q4
C 4
ip vAB
Llk DR1
Lf
0
Cf RL
vin v in
DR 2 TR (b) [t 0 , t1]
v rect 0 t0 t1 t2 t3 t4 t5 V in/ K t6 t7 t8 t9t 10t11 t 12t 13
10
基本移相控制变换器工作过程： 12种工作模式（4）
Q1 V in Q3
A
D1
C1
Q2
D2
Q1
Q3 Q2 I2
Q1 Q4
B
C2
D3
C3
Q4
D4
C4
ip vAB
Q4 I1
Llk DR 1
Lf RL
0
Cf
vin v in
DR 2 TR (d) [t 2 , t 3]
v rect 0 t0 t1 t2 t3 t4 t5 V in/ K t6 t7 t8 t9t 10t11 t 12t 13
4
Lf输出滤波电感； Cf滤波电容； Rld 负载
控制方式比较-双极性控制方式

Q1 Q3 Q2 Q4

斜对角线开关管为一组， 同时导通或者同时截止。 调节占空比来调节输出 电压大小 开关管工作在硬开关状 态，开关频率难以提高
5
控制方式比较-移相控制方式

Q1 Q3 Q2 Q4

每个桥臂两个开关管 180度互补导通 两个桥臂导通之间相差 一个相位，即移相角 通过调节移相角调节输 出电压
15
滞后桥臂实现ZVS


需要串联谐振的电感储能大于谐振电容的储 2 能： I zvs 4 2 1 Coss Vin 2 ( Lr Llk ) N 3 滞后桥臂的输出电容以谐振的方式充，放电， 死区时间可以估计为谐振周期的1/4周期。
Td ( lag ) 4 NCossVin Lr (C2 C4 ) 2 3 I zvs
3
基本电压型全桥变换电路
Q1 Vin D1 Q2 D2
v AB
Vin Vin
Vin / K
Vin / K
+
A
Q3 D3
B
Q4 Tr DR1 DR2 D4
c
Lf Cf D Rld
v sec
vCD
Vin / K DVin / K
+
-
Vo
Vo
0
Ton Ts / 2
Vin直流输入电压；Q1&D1~Q4&D4 构成变换器两个桥臂； Tr高频变压器； DR1，DR2输出整流二极管
L
Lr0
linear inductor saturable inductor
I
18
利用变压器激磁电感实现 满载范围ZVS（C）
Q1 Q3 Q2
S2 S1
Q1 Q4
Q1 Vin Q 3
D1
A
C1
Q2 Q4
D2 D4
B
C2
Q4
D3 C3
C4
Llk Lm
Lf DR1 S1 Vr Cf RL
ip vAB 0
22
The End Thanks
23
Q1 Q3 Q2 Q1 Q4
Q1 Vin Q3
D1 D3
A
C1
Q2 Q4
D2 D4
B
C2
ip vAB Q4 I1 I2
C3
C4
Llk
Ls DR1 Lm DR2 TR
Lf Cf RL
0
v in v in
v rect 0 V in/ K t 1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12
9
基本移相控制变换器工作过程： 12种工作模式（3）
Q1 Vin Q3
A
D1
C1
Q2
D2
B
C2
Q1 Q4 I1
Q3 Q2 I2
Q1 Q4
D3
C3
Q4
D4
C4
ip
Llk DR 1 Cf RL Lf
vAB 0
vin v in
DR2 TR (c) [t 1 , t 2]
v rect 0 t0 t1 t2 t3 t4 t5 V in/ K t6 t7 t8 t9t 10t11 t 12t 13
7
基本移相控制变换器工作过程： 12种工作模式（1）
Q1
Q1 Vin Q3
Q3 Q2 I2
Q1 Q4
A
D1
C1
Q2
D2
B
D4
C2
D3
C 3
Q4
C4
ip vAB
Q4 I1
Llk DR1
L f RL
0
Cf
vin v in
DR 2 TR (a) t 0
v rect 0 t0 t1 t2 t3 t4 t5 V in/ K t6 t7 t8 t9t 10t11 t 12t 13
13
基本移相控制变换器工作过程： 12种工作模式（7）
Q1 Vin Q3 D3 D1
A
C1
Q2
D2
B
C2
Q1 Q4 I1
Q3 Q2 I2
Q1 Q4
C3
Q4
D4
C4
ip vAB
Llk DR 1
Lf RL
0
Cf
v in v in
DR 2 TR (g) [t 5 , t 6]
v rect 0 t0 t1 t2 t3 t4 t5 V in/ K t6 t7 t8 t9t 10t11 t 12t 13
6
基本移相控制FB-ZVS-PWM变 换器（A）
优点： 取消了Snubber电路； 未增加额外元器件； 利用电路中的寄生参数，如变压器漏感和开关管 结电容谐振，创造软开关条件，提高整机效率； 减小体积和重量。 缺点：全桥内电路有自循环能量，影响变换器效率； 副方存在占空比丢失，最大占空比利用不充分； 副方有寄生振荡，导致副方整流管电压应力较高； 滞后桥臂实现ZVS范围受负载和电源电压的影响。
移相全桥ZVS PWM变换器 比较分析
山特SMR RD 许俊云
1
内容提要


DC/DC变换器应用于开关电源 基本移相控制FB-ZVS（Zero-VoltageSwitching）-PWM变换器 三种改进型移相全桥ZVS拓扑介绍 总结
2
DC/DC变换器应用于开关电源


开关电源小型化的要求，需不断提高开关电源的工作 频率，增加了开关损耗，因而，降低开关损耗的软开 关技术得到迅速发展。 Buck、Boost、Buck/Boost、Forward和Flyback等单管 构成的变换器一般应用在中、小功率场合；双管变换 器Push-Pull, 双管Forward，软开关较难实现；而在中 大功率场合，一般采用全桥变换器，且有专门芯片实 现软开关控制。
I1
I2
DR2 TR
S2
v in v in
v rect 0 t 1 t2 t3 t4 t5 V in/ K t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12
19
利用输出电感能量实现 宽范围ZVS（D）
Q1 Q3 Q2
S2 S1
Q1 Q4
Q1 Vin Q3
D1
A
C1
Q2 Q4
D2 D4
B
C2
Q4
D3 C3
12
基本移相控制变换器工作过程： 12种工作模式（6）
Q1
Q1 Vin Q3 D1
Q3 Q2 I2
Q1 Q4
A
C1
Q2
D2
B
C2
D3
C3
Q4
D4
C4
ip vAB
Q4 I1
Llk DR 1
Lf RL
0
Cf
vin v in
DR 2 TR (f) [t 4 t 5] ,
v rect 0 t0 t1 t2 t3 t4 t5 V in/ K t6 t7 t8 t9t 10t11 t 12t 13
C4
I1
Llk Lm
Lf S 1 DR1 Vr Cf
ip