准谐振软开关双管反激变换器
西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室的研究人员黄阳强、许建平等，在2018年第18期《电工技术学报》上撰文，在传统双管反激变换器基础上，通过引入谐振网络，并用开关管替换一次侧的一个钳位二极管，提出一种准谐振软开关双管反激变换器。
该变换器具有双管反激变换器的优点，所有开关管电压应力钳位在输入电压，因此可选取低电压等级、低导通电阻MOSFET以提高变换器的效率、降低成本；利用谐振电感与隔直电容谐振，实现变换器全部开关管的零电压导通（ZVS），减小了开关管的开通损耗。同时漏感能量回馈到输入电源，减小了谐振电感电流的反向峰值，降低了开关管的关断损耗，进一步提高变换器的效率。
本文研究变换器工作在励磁电感电流单向工作模式时的工作原理和工作特性，重点分析开关管电压、电流应力及其ZVS条件。最后，设计一台60W的实验样机，实验结果验证了理论分析的正确性。
单管反激变换器具有电路简单、输入与输出电气隔离等优点，广泛应用于中小功率场合。然而，由于变压器漏感的存在，在开关管关断瞬间，产生电压尖峰，使开关管承受很高的电压应力。同时，传统单管反激变换器工作在硬开关状态，开关损耗大且电磁干扰（Electromagnetic Interference, EMI）严重，影响了反激变换器的性能[1,2]。为了解决单管反激变换器的这些问题，文献[3-20]提出了很多解决方案。
准谐振反激变换器实现了开关管漏源电压的谷底开通，降低了开关损耗，但开关频率随负载的减小而增加，严重影响了轻载效率，且开关频率受输入电压影响较大[3]。加入最高频率限制功能，在一定程度上可以提高轻载效率，但开关管的电压应力大[4-6]。
将有源钳位技术引入单管反激变换器，可以实现主开关管与钳位开关管的零电压导通（Zero Voltage Switching, ZVS），但开关管电压应力大，此外，由于其互补控制方式，循环能量大、轻载效率低[7-11]。非对称半桥反激变换器在实现主开关管和辅助开关管ZVS的同时，将开关管电压应力钳位在输入电压，但其谐振损耗高，开关管电流应力大，轻载效率低[12-15]。
双管反激变换器的所有开关管的电压应力钳位在输入电压，且其漏感能量直接回馈到输入电源，无需增加额外的吸收电路，可提高变换器的效率[16,17]。但由于该变换器工作在硬开关状态，并且占空比不能大于50%，限制了它的应用。将有源钳位技术和准谐振技术引入双管反激变换器，虽然实现了开关管的ZVS，但却增加了开关管的电压应力[18-20]。
为了在实现开关管ZVS的同时，不增加开关管的电压、电流应力，在传统双管反激变换器基础上，通过引入谐振网络，并用开关管替换一次侧的一个钳位二极管，提出了一种准谐振软开关双管反激变换器。
该变换器将所有开关管的电压应力钳位在输入电压的同时，实现了全部开关管的ZVS，大大降低了开关管的开通损耗。此外，漏感能量回馈到输入电源，减小了谐振电感电流的反向峰值，降低了开关管的关断损耗，从而进一步提高了变换器效率。
本文研究了该变换器的工作原理和工作特性，分析了开关管电压、电流应力以及ZVS条件。最后，通过设计一台60W的实验样机验证了理论分析的正确性。
图1 准谐振软开关双管反激变换器
本文提出了一种准谐振软开关双管反激变换器，研究了该变换器的工作模态与工作特性，分析了开关管的电压应力和电流应力以及ZVS条件。理论分析和实验验证表明，本文提出的变换器具有以下优点：
1）变换器可以实现所有开关管ZVS，降低了开关管的开通损耗。
2）开关管的电压应力钳位在输入电压，降低了开关管的电压应力，可以选择低电压等级、低导通电阻的开关管以降低该变换器的损耗和成本。
3）回收了漏感能量，减小了谐振电感电流反向峰值，降低了开关管的关断损耗，进一步提高了该变换器的效率。