三电平移相全桥ZVS变换器
3.3 利用倍流整流电路扩大零电压开关负载范围
文献[6]提出了用移相控制三电平倍流整流零电压开关变换器来扩大零电压开关负载范围。倍流整流是从全波整流方式演化而来的，即用两个独立的，大小相同的电感代替全桥整流拓扑中的一组整流管，仍保持“全波整流”的形式，实质是两个电感交错并联。因而，该拓扑除具有前述电路的优点外，还由于副边整流二极管自然换流，从而避免了反向恢复造成的电压尖峰和电压振荡。该拓扑如图3所示。
图3 三电平倍流整流移相全桥ZVS变换器
3.4 利用变压器励磁电感扩大零电压开关负载范围
从前面变换器的讨论中可以看出，在滞后臂开关管关断的谐振过程中，虽然励磁电感Lm具有较大的数值，但由于原副边的短路，它基本上无法参与谐振。只有当励磁电流iLm大于副边反射电流Io/n时，励磁电感Lm才可能参与谐振[3]。因而，在具有变压器励磁电感三电平移相全桥ZVS变换器中，增加了两个开关管S5，S6（用于使副边开路），分别与输出整流二极管阴极相串联，同时在副边增加了一个续流二极管（副边开路后续流）。S5，S6可以用磁放大器构成的饱和电抗器构成。在这个电路中，变压器漏感很小，滞后臂开关管关断后，通过使励磁电感Lm参与谐振，保证开关管在轻负载下的零电压导通。
合理选择变压器励磁电感的参数，可使变换器从空载到满载整个范围内，满足开关管零电压开关条件，即零电压开关条件与负载无关，同时保持了较小的环流。改拓扑还有一个显著优点是输出电压可以通过变压器副边开关调节，原边保持恒定占空比，这种调节方式一方面加速系统的动态响应，另一方面简化了控制电路，无需考虑原副边隔离。该拓扑如图4所示。
图4 具有变压器励磁电感三电平移相全桥ZVS变换器
3.5 采用ZVZCS电路
ZVZCS电路是针对ZVS电路的不足而产生的一种新型拓扑，通过加入箝位电路使原边电流复零，可在任意负载和输入电压变化范围内实现滞后臂的软开关，同时由于原边电流复位不存在环流，减小了通态损耗。克服了饱和电感带来的缺点，有效地提高了占空比。
原边电流复位的方法总结起来主要有3种：
1）在变压器原边使用隔直电容和饱和电感（见图5），在原边电压过零期间，将隔直电容上的电压作为反向阻断电压源，使原边电流复位[4]；
图5 隔直电容和饱和电感复位
2）在变压器副边整流器输出端并联电容（见图6），在原边电压过零期间，将副边电容上的电压反射到原边作为反向阻断电压源，使原边电流迅速复位[5]；
图6 电容电压复位
3）利用超前臂开关管的反向雪崩击穿，使存储在变压器漏感中的能量完全消耗在超前臂的IGBT中，为滞后臂提供零电流开关的条件。
4 结语
本文主要分析了传统的三电平软开关直流变换器存在的缺点及其改进的拓扑，归纳总结了改进的一般方法。三电平以其高效率，适用于高压，大功率，拓扑简单等一系列优点而得到越来越广泛的应用。根据当前三电平软开关直流变换器研究和应用现状，仍有以下几个方面应引起研究者关注：
1）软开关的应用并未达到令人满意的程度，最近又出现了以谐振变换器代替软开关的提法，如何将两者更好地结合，充分发挥各自的优点，是一个值得关注的方向；
2）三电平的控制方法很少有人研究，能否采用更好的控制方法在实现高的控制性能的同时，又能简化控制的复杂性，相信这是今后研究的一个热点。
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