ZCS-PWM变换电路原理与应用详解

零开关-PWM变换电路（Zero Current Switch and Zero Voltage Switch）就是ZCS-PWM和ZVS-PWM变换技术的结合。首先说明ZCS-PWM变换电路的工作原理和特点。图6-4是ZCS-PWM变换电路原理图，图6-5给出了这个电路中各点电流、电压的波形。在图6-4中，VT₁是该变换电路的主开关，VT₂是辅助开关，C_r是与辅助开关相串联的电容，L_r是谐振电感，L_f、C_f分别是输出滤波电感和滤波电容，L_P、C_P是串联谐振电路。电路中各点的电流、电压分别是：①辅助开关管VT₂的漏—源极电压（V_DS2）；②谐振电容C_r的端电压（V_Cr）；③主开关管VT₁的漏—源极电压（V_DS1）；④主开关管和辅开关管的信号电压V_g1、V_g2；⑤谐振电感上的电流（I_Lr）。

图6-4 ZCS-PWM变换电路原理图

当振荡时间t达到波形图中的T₃阶段时，驱动信号V_g2使辅助晶体管VT₂导通，输入电压通过VT₁、电感L_r加到电容C_r上，L_r、Cr开始谐振。由于VT₂导通，V_DS1电压从V_S下降到零，谐振电容C_r上的电能开始释放，电容电压V_Cr从2V_S（最大值）开始下降，电容放电电流的方向与电感电流的方向相反，起着相减的作用，所以谐振电感电流I_Lr也开始下降，直至过零变负，为主开关VT₁下一步动作提供了外部条件。这时若在主开关VT₁上送上一个正的脉冲信号（见图6-5），VT₁就在零电流（I_Lr=0）的条件下关断。在此期间，由于电感电流变负，VT₁上的并联二极管VD₁导通，电感电流I_Lr从负值回到零。VT₁完全截止关断，V_DS1由零开始上升。在T₄时刻，VT₁上的电压上升到接近V_S。这就是零电流关断的变换谐振的工作原理。从图6-5得知，二极管VD₁在一个周期内所承受的电压值是输入电压V_S的2倍，VD₁的电压应力大，这是ZCS-PWM的主要缺点，但是变换电路实现了零电流关断。(www.xing528.com)

图6-5 ZCS-PWM变换电路波形图