各位工程師朋友周末快樂，近一段時間比較忙，更新內容較少。最近閱讀了一篇ZVZCS相關的論文，將個人的思考分享給大家，有興趣的朋友可以一起研究。

之前學習和研究LLC諧振變換器時，發現LLC變換器只能實現原邊ZVS，副邊ZCS，并沒有實現單支管子在一個工作周期內既可以實現ZVS又可以實現ZCS，其實該電路還有進一步優化的空間，若單周期內所有的開關管均可以實現ZVS和ZCS（ZVZCS），那么變換器的工作頻率可以進一步提升，EMI可以進一步改善，再第三代半導體技術和同步整流技術的加持下，那么該變換器是否性能會更加優秀呢？不得而知。

下面分享一個單管正激變換器的ZVZCS的實現。要想實現軟開關必須在回路中加入諧振元件，使電壓/電流成正弦規律變化，這是實現軟開關的前提條件。原理如圖1所示。

圖1 輸入電流饋電單元原理及波形

由于單管拓撲電流只有一條路徑，當開關管關斷時，電路中電流無法流通。為了保證電容安秒平衡需在電容前并聯電流源，使電容在單個周期內充電和放電電荷量相同，波形如圖1（b）所示。

為了更好的理解輸入電流饋電諧振單元的工作原理，下面進行仿真及實驗驗證。

圖2 ZVZCS單端正激拓撲

圖3 ZVZCS單端正激關鍵波形

圖4 論文中的實驗結果

原理驗證

利用PSIM軟件對文中原理進行驗證。關鍵波形如圖5所示。

圖5 仿真波形

設元件點電流參考方向均為向左或向下為正方向。t0時刻，MOS漏極與源極的壓降為零，此時流過MOS管的電流為零，此時將MOS管開通，諧振電感中的電流開始上升，波形呈正弦規律變化，變壓器勵磁電感被輸出電壓鉗位不參與諧振，Lm電流線性增加，此階段由Lr、Cr參與諧振，諧振頻率為fr，諧振電感Lr電壓為左正右負，當到達t1時刻，諧振電感中電流近似為零，將MOS管關斷。

MOS管關斷，變壓器副邊無電壓輸出，變壓器繞組短路，負載的能量由輸出濾波電容提供，變壓器勵磁電感將參與諧振，電流由MOS管寄生電容中流通，當諧振電感中電流為零后，輸入電流為諧振電容充電。

參考文獻

[1] Wei Qin. A Family of DC Transformer (DCX) Topologies Based on New ZVZCS Cells with DC Resonant Capacitance[J]. IEEE Transactions on Power Electronics.2016.

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