基于饱和电抗器的ZCZVS移相全桥DC-DC变换器马骜;黄铂;王朋【摘要】零电压电流开关(ZCZVS)控制的DC/DC变换器在中大功率应用场合应用逐渐广泛,其较宽的开关范围及较低的损耗等优点令人瞩目.本文介绍了基于饱和电抗器的ZCZVS移相全桥的工作原理及基于UC3875的移相驱动和控制系统,并用该芯片完成一台输出50V/20A的ZCZVS移相全桥DC/DC变换器的样机设计,给出了电路主要参数的设计和初步的实验结果.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2014(022)009【总页数】4页(P173-176)【关键词】饱和电抗器;移相全桥;直流-直流变换器;零电压电流开关【作者】马骜;黄铂;王朋【作者单位】武汉科技大学城市学院,湖北武汉430083;武汉大学湖北武汉430072;武汉大学湖北武汉430072【正文语种】中文【中图分类】TN709直流电源在许多场合都发挥着重要作用，作为直流电源的一个重要环节，DC/DC 变换器的性能很大程度上决定了直流电源的成本和可靠性。
DC/DC变换器有多种结构，根据电源的功率需求，选择合适的变换器拓扑结构。
基本DC/DC变换器（如：Buck、Boost、Buck/Boost、Forward 等变换器）只应用在小功率场合，而在中大功率场合，一般采用半桥或全桥变换器。
全桥变换器是一种先经DC/AC高频逆变，再经AC/DC不控整流的两级DC/DC变换器。
高频变压器把直流负载与交流电网隔离，高频变压器输出侧直流LC滤波器重量和体积不大，输出直流电压纹波小，动态特性好，全桥变换器已成为较大功率DC/DC变换器的最佳技术方案之一[1]。
经过几十年的发展，在中大功率应用中，移相全桥软开关DC/DC变换器逐渐成熟，已成为DC/DC变换器的主流，与其他DC/DC变换器相比，移相全桥软开关拓扑结构充分利用了电路本身的寄生参数，通过控制PWM脉冲的相位使开关管工作在软开关状态，降低了开关损耗，提高了变换器的效率。
电镀用移相全桥软开关的电路讲解
由于行业的特殊性，用于电镀的电源较普通电源有着明显不同，电镀电源需要较高的电流输出，而对输出电压则要求较低。
电镀电源的电流要求在几千瓦到几十千瓦不等，这种比较大功率的电镀电源大多采用晶闸管相控整流方式。
此篇文章将为大家介绍一种电镀用开关电源，其输出电压从0~12V、电流从0~5000A 连续可调，满载输出功率为60kW。
采用了ZVT软开关等技术，同时采用了较好的散热结构。
主电路拓扑结构
考虑到对大电流输出的需要，在主电路的高频逆变部分，本设计选用了IGBT作为功率开关器件的全桥拓扑结构。
整个主电路如图1 所示，包括：工频三相交流电输入、二极管整流桥、EMI 滤波器、滤波电感电容、高频全桥逆变器、高频变压器、输出整流环节、输出LC 滤波器等。
为了防止偏磁，电路中包含了隔直电容Cb，用它来对变压器的伏秒值进行平衡。
考虑到效率的问题，谐振电感LS 只利用了变压器本身的漏感。
因为如果该电感太大，将会导致过高的关断电压尖峰，这对开关管极为不利，同时也会增大关断损耗。
另一方面，还会造成严重的占空比丢失，引起开关器件的电流峰值增高，使得系统的性能降低。
图1 主电路原理图
零电压软开关
高频全桥逆变器的控制方式为移相FB2ZVS控制方式，控制芯片采用Unitrode 公司生产的UC3875N。
超前桥臂在全负载范围内实现了零电压软开。
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· １ ·研制开发移相全桥软开关直流变换器的设计与实现恒，周 焱，肖文英，王（湖南工学院电气与信息工程学院，湖南在电力电子装置小型化、轻量化的趋势下，可以通过提高开关器件频率来减小储能元件体积，但同时会对整机效率造成影响。
针对较大功率的直流变换器，采用移相全桥软开关技术，分析了变换器在整个开关周期中实种典型模式工作状态，通过小信号建模得到变换器输入与输出的传递函数，同时介绍了变换器系统结构和参数设计，在此基础上制作了一台功率为1 kW、开关频率为实现高频开关器件的零电压开通，输出纹波小、动态响应好，验证了设计方案的可行性。
软开关；直流变换器；零电压开关（ZVS）；开关器件Design and Implementation of Phase-Shifting Full-Bridge Soft Switching DC ConvertorDONG Heng, ZHOU Yan, XIAO Wenying, WANG Yang(School of Electrical Information Engineering, Hunan Institute of Technology, Hengyang Abstract:Under the trend of miniaturization and light weight of power electronic devices, the volume of energy storage components can be reduced by increasing the frequency of switching devices, but at the same time it will have an D 3D 4D 2BL rT rU sect 1U sect 2-+DR 1DR 2L oC 0R 0+-AQ 3Q 4Q 2Q 1D 1U 1VBUSC oss 3C oss 4C oss 2C oss 1图1 ZVS-PWM DC/DC 全桥变换器原理图1.2 移相全桥ZVS DC/DC 变换器原理分析在分析之前，设定所有的开关管均为理想器件，可以瞬间开通或者关断；设定所有的电感、电容以及变压器也均为理想器件，不随着功率大小、环境变化oss 。
