全橋DCDC變換器輔助支路參數設計

圖1 移向全橋變換器拓撲結構

介紹一下輔助電路的設計

輔助支路的參數配置主要考慮到在t0時刻輔助支路的電流峰值應滿足以實現滯后橋臂的ZVS條件，即滿足式（1），并且對頻率變化敏感。

變壓器變比和輸出濾波電感電容，已經由前一節確定。將這些參數代入式(2)，得到圖32。該圖表明，當1.18 rad≤α≤1.83 rad時，由窄頻率變化（10%）引起的ILf(t0)的最大變化較小。可以認為開關頻率的變化基本不會影響ILf(t0)的值。由于變壓器為降壓變壓器，因此等效至變壓器原邊時，由頻率改變所引起的ΔILf(t0)更小，可以認為頻率的變化并不會對滯后橋臂實現ZVS產生影響。

用Ia(t0)替換式(1)中的ILp(t0)/n + ILm(t0)，可得：

滯后橋臂ZVS條件中所需的最小等效輔助支路峰值電流用| Ia(t0)_min |表示，則式3.6可寫為：

將式(2)代入式(3.7)可得以下關系式：

將式(3.1)代入式(3.8)中消去移相角α可得以下關系式：

假設開關管的寄生電容C = 0.8 nF，死區時間td = 150 ns，將它們代入式(3.9)，并將滿載時的負載Ro = 9.6 Ω，n = 2.5，Lf = 200 μH，fs = 100 kHz和Vd = 1 V代入式(3.9)，可以得到圖3，圖中的實線代表必須提供以確保ZVS條件的輔助支路的最小峰值電流。即，輔助支路在t0時刻的電流峰值必須處于圖中實線上方才能滿足ZVS條件。

將式(3.8)中的| Ia(t0)_min |歸一化可得：

最小等效輔助支路峰值電流Ia(t0)_min為實現ZVS條件的最小輔助支路電流，歸一化后用Ia(t0)_min_PU表示，滿足以下關系式：

從式(3.10)中可知，歸一化后的最小等效輔助支路峰值電流Ia(t0)_min_PU與LC串聯輔助支路的阻抗Zr成正比；根據圖3.2可以認為Ia(t0)_min_PU與γ無關。而式(3.11)表明輔助電路實際能提供的歸一化后的等效輔助支路峰值電流Ia(t0)_PU是關于γ的函數，與Zr無關。則根據式(3.10)和式(3.11)可解得LC串聯輔助支路的阻抗Zr。

將γ = 1和α = 1.18代入式(3.11)，可得| Ia(t0)_PU | = 0.2。令| Ia(t0)_min_PU | = 0.2，將n = 2.5，α = 1.18，Ro = 9.6 Ω，Vin = 200 V，Lf = 260 μH，C = 0.8 nF，td = 150 ns及fs = 100 kHz代入式(3.10)，解得Zr = 12Ω。

可得LC串聯輔助支路Lp和Cp參數的表達式：