移相全桥PWM ZVS DC-DC变换器运行缺陷简析

移相全桥DC-DC变换器目前被广泛的应用在汽车、通讯以及光伏变电系统中，凭借高效率、高稳定性的优势，这种新型的变换器正在逐渐成为不同行业的应用新宠。然而，即便是具备了多种优势的移相全桥PWM转换器，也同样具有一些无法克服的缺陷，本文将会就该种类型转换器的缺陷进行简要总结和分析。

在实际应用中，移相全桥PWM转换器的一个最大缺陷在于，当其处于轻载状态时难于实现ZVS。这是因为该种转换器的超前桥臂和滞后桥臂开关管实现ZVS的条件不同造成的。由于两个桥臂上的开关管实现ZVS都需要相应的并联谐振电容能量释放为零，这样二极管才能自然导通。而对于超前桥臂来说，T2开通前的t01期间，放电电流ip较大且恒定不变。另一方面由于变压器原副方有能量传递，原方等效电路中电感L=Lr+K2Lf很大，故用于实现超前桥臂开关管ZVS的能量很大。而滞后桥臂T3开通前的t23期间，一方面ip逐渐变小，另一方面由于二极管D5、D6同时导通，变压器副方被短路，原副方没有能量传递，等效电感大小仅为Lr，故用于实现滞后桥臂开关管ZVS的电感能量较小，滞后桥臂较难于实现ZVS。滞后桥臂实现ZVS的条件是：

在该公式中，I2为t2时刻原边电流值。由此公式的计算推导可以得出，当轻载时电流I2较小，故滞后桥臂难于实现ZVS。

除此之外，移相全桥PWM转换器在实际应用中，还有另一个缺陷，那就是它的输入电压和变换器转换效率的矛盾不可调和。在输入电压保证能输出满载电压的前提下，当输入电压Vin较低时，占空比大原边环流能量较小，变换器效率较高。而当输入电压Vin较高时，占空比小，原边环流能量较大，变换器效率较低。为取得较高的效率，移相全桥DC-DC变换器通常设计在输入电压较低，占空比较大时工作。出现输入电压掉电时，负载能量只能由直流母线电容提供，短时间内输入电压很快降低。这时要维持输出电压恒定，要求占空比更大，电路失去超调能力，使输出电压很快降低。因此输入电压和变换效率的这种关系，对于有掉电维持时间限制的开关电源是不适合的。