【導讀】變換器類型中，移相全橋 PWM DC-DC轉換器屬于其中最為常見的類型。在各種加工和電路系統(tǒng)設計中廣為應用。本文主要從移相全橋 PWM DC-DC轉換器入手，著重闡述了移相全橋 PWM DC-DC轉換器的拓撲結構及四個工作階段。
拓撲結構
在這里我們以最基礎的PWM ZVS型的DC-DC變換器為例子，進行解讀。該種變換器的基本拓撲結構如下圖所示。在下圖中我們可以看到，該種轉換器的電路結構與普通雙極性PWM變換器類似，都是由T1和T2組成超前橋臂，T3與T4組成滯后橋臂。C1—C4分別是T1—T4的諧振電容，包括寄生電容和外接電容。Lr是諧振電感，包括變壓器的漏感。T1和T2分別超前T4和T3一個相位，即移相角，通過調節(jié)移相角的大小，調節(jié)輸出電壓。D5、D6是整流二極管，Lf、Cf構成二階濾波器（Lf足夠大，If近似恒定）
圖為移相全橋PWM ZVS DC/DC 變換器基本電路
在了解了這種轉換器的拓撲結構和基本電路構成情況后，我們再來看一下移相全橋PWM ZVS變換器的工作周期和主要工作波形。該種轉換器的主要工作波形如下圖所示：
圖為移相全橋變換器主要工作波形
從上圖的主要工作波形中我們可以比較清晰的看到，在該轉換器正常工作的前提下，半個開關周期內電路工作過程分為六個階段，圖中tδ為移相角、td為死區(qū)，ip為變壓器原邊電流。
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工作階段
移相全橋PWM ZVS DC-DC變換器具有拓撲結構相對簡單、功耗小、效率高等特點，在應用中尤其受到工業(yè)制造領域和光伏變電系統(tǒng)的歡迎。該種類型的變換器在日常的運行過程中，由于受到其工作原理和結構影響，具有六個不同的工作階段。
在進行該類型轉換器的六個工作階段分析之前，我們先來看一下這種移相全橋結構的轉換器工作波形，其波形如下圖所示：
圖為移相全橋PWM ZVS DC-DC變換器工作波形
下面我們開始就六個不同的工作階段，展開分別的分析和總結。移相全橋轉換器的第一個工作階段是在t0時刻關斷T1，電流ip從T1轉移到C1和C2支路中，給C1充電，同時C2被放電。這是一個完整的工作階段。在此期間，諧振電感Lr和濾波電感Lf是串聯(lián)的，而且Lf很大，可以認為ip近似不變，類似于一個恒流源。電容C1的電壓從零開始線性上升，電容C2的電壓從Vin開始線性下降，在t1時刻，C2的電壓下降到零，T2的反并二極管D2自然導通，將T2的電壓箝在零電位。
在轉換器的第二工作階段中，從波形圖中我們可以比較清楚的看到，t1時刻T2的電壓已被箝在零電位，T4導通。在這一階段里VAB=0，此后ip將經T4，D2和Lr續(xù)流，ip減小，其感應電壓使變壓器副方二極管D5導通，續(xù)流If。在此續(xù)流階段，D2導通，只要滿足t01=t1-t0即可。
移相全橋轉換器的第三工作階段是在t2時刻，關斷T4，原邊電流ip轉移到C3和C4中，一方面抽走C3上的電荷，Vc3從Vin下降。另一方面同時又給C4充電，Vc4從零逐漸上升，T4軟關斷。在此工作階段內，變壓器副邊二極管D6導通。由于濾波電感電流If近似為恒流，此時變壓器副邊整流二極管D5、D6之間進行換流，由于D5、D6同時導通，變壓器副邊被短路。
接下來進入到該轉換器的第四個工作階段。通過其工作波形圖我們可以看到，在t3時刻，C4電壓充至Vin，C3電壓放為零，二極管D3自然導通Vc3=0。在第四個工作階段中，只要t23=t3-t2。
在移相全橋轉換器的第五個工作階段中，從上圖的波形走向中我們可以比較清楚的看到，t4時刻ip過零反向增加，由于ID6仍然不足以提供If，故D5、D6仍然同時導通，副邊電壓為零。
在該種類型的DC-DC變換器第六工作階段中，通過波形圖可以看到，由于t5時刻變壓器原邊電流ip增加至If/K（K為變壓器變比），故而D5、D6換流過程結束，If由二極管D6單獨提供。t6時刻T2關斷。后半個周期與前半個周期工作情況類似。
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