电流模式控制移相全桥零电压软开关(ZVS)DC/DC功率变换器

仿真结果
　　
PSPICE是电子辅助设计(EDA)中用来分析电路的工具之一，它不仅可以通过计算机来模拟电路的直流工作点、增益、频率特性等，还可以用来仿真数字电路的逻辑运算，还拥有傅立叶分析、蒙特卡罗分析、最坏情况分析等特殊功能，使初步的电路设计完全可以在计算机上完成。

该电路的输入电压参数可以通过改变输入交流电压的幅值来设置，仿真电路如图7所示，仿真的主要参数如下。



电路工作频率为100kHz，输入直流母线电压为250～360V，谐振电感为10μH，主变压器变比为1:1，副边倍流整流器电感为30μH，母线电流互感器电流采样比例为1:20，负载电阻为10.7Ω，仿真设置时间为10ms。

电路软起动波形如图8所示，注意图中的小方块是该软件所设定的标注。由图可以看出，在上电后PWM脉冲波形是逐渐展开的，这一点对于防止主变压器的偏磁非常重要。而且在软起动过程中，eap端电压V(EAP)和外接软起动电容两端电压VSS之间的箝位关系，图中V(R32:1)是负载端电压。



软开关的效果图如图9、图10所示，通过图中时间标注虚线可以看出该开关管是零电压开通电压关端的。在开通时，栅源电压上升到栅平台时漏源电压已经为零，而电流在经过反并联二极管的反向恢复后开始由零值处上升；而在关断时，由于IGBT少数载流子存储效应产生的电流拖尾，所以软关断不很明显。



结语
　　
该电路设计方案结合了电流模式控制、移相PWM控制、倍流整流器电路、最新驱动芯片以及专门设计的开关器件的一些优点。从实验波形来看，变换器的超前与滞后桥臂开关器件均能很好地实现零电压软开关，并且零电压软开关的实现条件以及两个桥臂软开关的差异也比基本型电路小。除此之外，采用倍流整流器电路后，变换器的设计也更加简单。采用仿真手段能给开关电源设计提供极大的帮助，尤其是在采用新方案或是新电路拓扑时。