基于ZVS负载范围的移相全桥变换器参数优化设计

何俊鹏，张润泽，白旭峰，郝帅，曹虎

（中车青岛四方车辆研究所有限公司技术中心，山东 青岛 266000）

移相全桥变换器由于其超前和滞后臂的IGBT可实现零电压开通（zero-voltage-switch，ZVS），使其降低了开关管的导通损耗，提高了开关频率，减小了系统的体积和重量，提高了系统的转换效率[1-6]。因此，移相全桥ZVS变换器被广泛的应用于直流电源中。

然而在实际工程应用中，移相全桥ZVS变换器的参数设计却存在很大的困难。移相全桥参数设计的不合理将会导致ZVS软开关负载范围窄、工作效率低、占空比丢失严重等一系列问题，这都将影响系统的整体性能。因此，移相全桥ZVS变换器关键参数的优化设计十分重要。

目前国内外大部分学者更多的是侧重于研究移相全桥ZVS变换器的电路拓扑以改善其本身的缺陷，但针对其复杂的参数设计，大部分文献并没有系统地研究与分析[7-15]。文献[7]和文献[8]均是通过增加辅助谐振网络，使变换器的滞后臂可以实现更宽范围的ZVS。文献[9]提出了一种用耦合电感实现零电压零电流开关的移相全桥变换器，通过一个双绕组的耦合电感和两个二极管实现滞后臂开关管在宽负载范围的零电流关断。文献[11]提出了一种辅助电流可控的移相全桥零电压开关PWM变换器，可以在宽电压输入和全负载范围内实现一次侧开关管的ZVS。文献[13]和文献[14]在主电路拓扑结构上增加了一个磁芯，拓宽了变换器零电压软开关的实现范围，大大提高了轻载状况下的电源效率。……