一 年夜功率电镀电源软开关技艺的分类

　　年夜功率高频电镀电源实践上是一种高压年夜电流的整流安放。通常采纳PWM DC—DC移相全桥变更器拓扑。

　　由于PWM DC—DC移相全桥变更器的超前桥臂只能完成ZVS，而滞后桥臂约莫完成ZVS以及ZCS，约莫将PWM DC—DC移相全桥变更器的软开关法子分为两类：

　　(一)ZVS法子：零外形工作正在恒流模式，超前桥臂以及滞后桥臂均完成ZVS，恰当于电力MOSFET;

　　(2)ZVZCS法子：零外形工作正在电流复位模式，超前桥臂完成ZVS，滞后桥臂完成ZCS，恰当于IGBT。

　　2 ZVSPWM DC-DC移相全桥变更器

　　根柢ZVS PWM DC—DC移相全桥变更器，用变压器的漏感或原边串联电感以及功率管的寄生电容或外接电容来完成零电压开关。它的电路规划如图一所示。它是一种存正在良好性能的移相全桥变更器，两个桥臂的开关管均正在零电压软开关前提下运转，开关破钞小，并且存正在规划繁冗、电源小型化、高频化的开展趋势。可是移相全桥ZVS变更器存正在滞后桥臂ZVS完成比拟艰难、副边占空比损失以及整流桥寄生振荡等题目成绩。针对上述题目成绩，国外外文献提出了五花八门的拓扑电路。

　　一)完成滞后桥臂ZVS、缩小副边占空比遗失

　　ZVS PWM DC—DC移相全桥变更器的滞后桥臂完成ZVS比拟艰难，十分是滞后桥臂开关管正在轻载下难以完成ZVS，使患上它没有恰当应用于负载年夜畛域变动的场所。为了让滞后臂完成ZVS更加冗杂，需求增年夜原边电流。原边电流的增年夜约莫靠添加励磁电流(主变压器加气隙，减小励磁电感)，或增年夜漏感(或外加的谐振电感)来完成。但上述体式花色均会添加占空比的遗失。约莫发明占空比遗失与ZVS软开关前提存正在抵牾，以是谐振电感Lr的巨细需求折衷决议。

　　为了完成零电压开关的同时又能减小副边占空比遗失，可采用如下形式：

　　(一)将移相ZVS变更器中的线性谐振电感改用饱以及电感。如图2(a)所示。饱以及电感的共性是：当来到饱以及时，表示为一个很年夜的电感;当其进入饱以及外形时，又表示为一个很小的电感。但该电路有余之处便是饱以及电感以很高的频次正在正负饱以及值之间切换，磁芯破钞会很年夜，温度也会很高。

　　(2)正在滞后臂添加施舍电路改良滞后臂开关管的软开关环境，其根柢体式花色是给滞后臂并联一施舍谐振电路，独霸施舍谐振电路中的电感救助漏感完成滞后臂开关管的零电压开关，使其正在等闲负载以及输入电压畛域内完成零电压开关，并且年夜年夜减小占空比遗失。图2(b)添加了一个LC电路，漏电感以及施舍电路的电感电流同时给并联电容充放电，从而正在较宽的负载畛域内完成滞后桥臂的ZVS。

　　2)抑制整流桥寄生振荡

　　对于抑制整流桥寄生振荡的缓冲电路，国外外文献提出了种种电路拓扑，上面引见罕用的RC缓冲电路以及踊跃钳位缓冲电路。

　　(一)RC缓冲电路。正在图3(a)中，添加一个由Rs以及Cs组成的串联岔路支路分离并联正在四个整流管的两端。独霸二极管上的并联RC岔路支路起钳位作用，并且电容Cs的电荷都羁系正在电阻Rs上。因而，这类吸收网络是有破钞的，相等于把整流二极管的关断破钞转移到了RC缓冲电路上，因而有益于行进变更器的遵命。

　　(2)踊跃钳位缓冲电路。图3(b)是一种踊跃钳位电路，它由钳位开关管VTs、钳位二极管VDs以及较年夜容量的钳位电容Cs组成。这类缓冲电路也约莫将整流桥上的电压钳位正在一个安妥的电压值。由于该缓冲电路中没有有电阻，并且VTs求告是零电压开关，因而没有有破钞。但它添加了一个开关管，因而也添加了一套控制电路以及驱动电路，也就添加了电路的复杂性。

　　3 ZVZCS PWM DC-DC移相全桥变更器

　　独霸饱以及电抗器Ls以及隔直电容Cb所完成的零电压、零电流全桥移相PWM软开关变更电路是ZVZCSPWM电路中应用遍布的一种。如图4所示，C一以及C2分离为功率开关管VTW一以及VTW2的并联电容，Lk为变压器的漏电感。它繁冗、高效、冗杂完成，并且正在很宽的负载变动畛域内都能完成软开关，十分实用于以IGBT作为功率器件的中低电压年夜电流输入的场所。

　　ZVZCS移移相全桥变更器滞后臂软开关的完成环节正在于使原边电流复位。完成电流复位的体式花色有许多种，约莫思索正在变压器原边或副边加施舍电路来完成。

　　全桥ZVZCS移相变更器依照施舍电路职位分为两类。类变更器的施舍电路位于主变压器一次侧，经由引入一个阻断电压源，正在续流期间将原边电流复位至零。第二类变更器的施舍电路位于二次侧，经由引入反向阻断电压源并反射到原边，完成续流期间对原边电流的复位。

　　一)原边施舍电路型ZVZCS典型拓扑原边施舍电路型ZVZCS典型拓扑大致有如下几种：

　　(一)正在原边串联阻断电容以及饱以及电感。如图4所示。正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，使原边电流火速复位，为滞后臂开关管缔造零电流开关前提，并独霸饱以及电感正在退饱以及地域阻抗极年夜的共性切断阻断电容反向电流。此种体式花色应用遍布，但也存正在一些有余，饱以及电感的料理以及磁性元件的决议比拟艰难，饱以及电感工作正在饱以及到没有饱以及的交替中，磁芯发烧重大。并且若饱以及电感依照年夜输入电压料理，正在高压输入时，副边占空比遗失较为重大。

　　(2)正在滞后臂开关管岔路支路上串联二极管，以二极管反向阻断共性来阻止电流反向静止。与图4所示原边串联饱以及电感的电路角力合计，图5所示的电路清楚明了的优点便是没有有饱以及电感，因而低落功耗，同时占空比遗失减小，也有助于发展占空比。可是这类电路也引入了新的题目成绩，如串联正在滞后臂的二极管正在年夜功率变更器中要流过较年夜电流，其开关虽是ZCS，导通破钞却不成疏忽。

　　(3)原边串联双向有源开关。正在原边串联双向有源开关来阻止反电动势构成的反向电流。该电路以后很到实践应用。别的，由于有源器件的存正在，添加了控制复杂性。

　　2)副边施舍电路型ZVZCS典型拓扑副边施舍电路型ZVZCS典型拓扑大致有如下几种：

　　(一)副边加繁冗施舍网络完成滞后臂ZCS的拓扑，如图六所示。该电路独霸两只二极管以及一只电容构成的繁冗施舍电路完成了滞后臂零电流开关，独霸副边吸收电容Cs上的电压作为反电动势作用正在原边，使患上原边环流衰减至0，整流二极管关断，副边吸收电容再也不反射到原边，而是对负载供电。因而环流没有会反向添加。此电路繁冗，处理了电流复位以及副边整流二极管电压尖峰吸收的题目成绩，且没有消耗很年夜的能量，遵命高，占空比损失小，因而该电路存正在很高的实用价钱。但该电路添加了功率开关管的电流应力，超前臂完成软开关变患上艰难(或呈现超前臂硬守旧现象)，Cs值拔取艰难。

　　(2)独霸附加绕组完成滞后臂ZCS的拓扑，提出了一种独霸附加绕组的拓

　　扑新思路，如图七所示。该电路正在能量传输阶段由附加绕组给钳位电容充电，钳位电容正在原边电压下降至低于其上电压时钳住了原边电压，使环流衰减。环流衰减至0后，副边绕组的整流二极管关断，环流没有会反向添加。该电路元件较少，可是也存正在一些题目成绩。如副边吸收电容不克不及同时用于副边整流二极管电压尖峰的吸收。并且附加绕组添加了变压器的复杂性，间接限定了该拓扑正在年夜功率场所的应用。

　　(3)副边有源钳位完成滞后臂ZCS的拓扑，如图8所示。正在能量传输时有源开关管VTs导通，电容Cs充电，同时对二极管电压尖峰有钳位作用。超前臂开关管关断后，原边电压下降至低于电容电压，副边有源开关管的反并二极管VDs导通，原边电压被电容钳位。从此工作过程与副边繁冗施舍网络电路相反。

　　由于深圳塑胶电镀加工厂应用了有源器件，与图六所示的采纳二极管的电路角力合计，破钞进一步低落。十分是正在高压年夜功率场所，有源钳位的劣势十分个别。可是应当当心到，破钞的低落是以控制复杂性添加为价值的。

　　4 完结语

　　为了进一步提魁伟功率电镀电源工作频次、遵命、减小其体积，本文角力合计剖析了年夜功率电镀电源ZVS以及ZVZCS PWM DC—DC移相全桥变更器和种种改良电路的工作事理，探索了它们之间的一致以及各自实用的场所。

　　经由剖析可知ZVS移相全桥电路存正在轻负载时滞后臂完成ZVS较艰难、占空比遗失与软开关前提抵牾、整流管寄生振荡等弊端，并针对各弊端提出了相应的拓扑电路。

　　ZVZCS移相全桥电路可正在宽负载畛域内完成软开关，但由于其电流复位需求时光，没有冗杂完成高频，且需求改良滞后臂ZCS前提，本文从变压器原边或副边加施舍电路两个方面来完成滞后臂ZCS。