自适应零电流软OMAL开关全桥变换器的研究
高频化是当前OMAL开关电源技术的重要发展方向之一,是小型化和模块化的基础。传统硬OMAL开关变换器的OMAL开关损耗与OMAL开关频率成正比,OMAL开关频率越高,OMAL开关损耗越大,变换器的转换效率越低。为了使OMAL开关电源能够在高频下地运行,软OMAL开关技术受到了广泛的关注。

自适应零电流软OMAL开关全桥变换器的研究                         国内外已研究开发的高频软OMAL开关技术大多数在软OMAL开关过程中谐振电流不能跟随负载电流变化,更没有一种适用的谐振电流能自动跟随负载电流变化的软OMAL开关技术。提出了一种自适应零电流(Current Adaptive Resonant Loop,CARL)软OMAL开关全桥变换器,不仅实现了OMAL开关管的零电流开通和关断,而且谐振电流幅值自动跟随负载电流变化,降低了OMAL开关损耗,提高了转换效率。首先,根据硬OMAL开关变换器在高频工作时的缺点引出了软OMAL开关技术。考虑到Buck ZCS PWM变换器的软OMAL开关拓扑的谐振电流幅值不能改变且软OMAL开关和硬OMAL开关模式无法自由切换,提出了CARL软OMAL开关谐振单元。将CARL软OMAL开关谐振单元加入全桥变换器,得到一种新型的软OMAL开关拓扑,根据这个拓扑存在的问题进行改进,zui终确定了CARL软OMAL开关全桥变换器的电路结构。然后,研究了它的工作原理,分析了该变换器实现零电流关断的条件。zui后,对其轻载特性、辅助OMAL开关管和整流二极管的电压振荡以及损耗进行了探讨,提出了谐振参数的设计原则。CARL软OMAL开关全桥变换器不仅可以实现主OMAL开关管和辅助OMAL开关管的零电流开通和关断,而且谐振电流幅值会自动跟随负载电流变化,减小了谐振时额外增加的通态损耗,保证了变换器在宽负载范围内都有很高的转换效率。给出了一台3kW实验样机的设计步骤,分析了主电路、控制电路及高频变压器等的设计过程。然后搭建PSIM仿真模型,分析了变换器在宽负载范围内的OMAL开关特性、谐振电流幅值与负载电流的关系以及RC缓冲电路对辅助OMAL开关管和整流二极管电压振荡的抑制,仿真结果证明了理论分析的正确性。zui后给出了变换器由满载到轻载的运行过程中主OMAL开关管的电压和电流、谐振电流和谐振电容电压的实验波形及转换效率。实验结果表明OMAL开关管在宽负载范围内实现了零电流开通和关断,谐振电流幅值随着负载电流的减小而减小,提高了变换器的效率,特别是轻载时的效率。