直流开关电源软开关技术之ZCT-PWM软开关变换器

　　对于IGBT、MCT 等新型电力半导体器件, 在关断以后, 还有尾电流存在, 因此应用ZCT-PWM技术, 对减少直流开关电源关断损耗更加有效, 特别是对那些开关动作较缓慢的IGBT 器件, 而且工作与直流开关电源电压和负载范围无关, 变换器的循环能量很小。

　　图1a 所示是普通直流开关电源Boost ZCT-PWM 变换器的拓扑结构, 它能实现主开关在ZCS 下关断, 消除关断损耗。但是, 其辅助开关仍然是硬开关, 而且,其输出整流二极管存在严重的反向恢复问题, 导致大的直流开关电源导通损耗。虽然通过改变控制策略, 使辅助开关导通时间更长一些, 可以实现辅助开关管在ZCS下关断, 但辅助开关管的峰值电流将较大。

　　有人提出了一种改进的ZCT-PWM 变换器, 只是交换了辅助开关和嵌位二极管的位置, 而辅助开关管在一个开关周期内开通两次。第一次开通是在主开关管关断, 升压二极管导通时。辅助开关管开通, 将升压二极管中的电流转移到辅助支路中去, 使二极管中的电流减小到零, 二极管自然关断。此时升压电感和辅助电感的电流相等, 而且不能突变, 因此开通主开关管为零电流开通。第二次开通是在主开关管开通, 升压二极管关断时。辅助开关管再次开通, 将主开关管中的电流转移到辅助支路中去, 并且使主开关管的反并联二极管导通,从而实现直流开关电源主开关管的零电流关断。

　　如图1b 所示, 该新颖的直流开关电源ZCT-PWM 变换器拓扑, 与图2a 的普通ZVT-PWM变换器相比, 该改进的拓扑在元器件数量方面没有增减, 只是改变了组合方式, 但同时实现了主开关管S 和辅助开关管Sa的软通断, 并解决了输出整流二极管VDf 严重的反向恢复问题。