浅谈新型ZVS高频变换器的设计

　　ZVS高频变换器的工作原理

　　应用于新型微波炉电源的ZVS高频变换器的原理图如图1所示。采用IGBT作为开关管，其驱动信号采用固定占空比为接近0.5的互补信号（有一定的死区时间），电路主要由滤波电路、ZVS高频变换器和桥式倍压整流电路组成。滤波电路由整流桥D，平波电感Ld和滤波电容Cd1、Cd2组成，将输入的交流变成直流。高频变换器中Lr为谐振电感。在这个电路中假设变压器的激磁电感足够大，激磁电流是一个常数。Cr为谐振电容。VTl，VT2为开关管，VDl、VD2分别为VTl、VT2内置续流二极管。在实际的电路设计中，为抑制开关管的过电压、du／dt或者过电流和di／dt，减小器件的开关损耗，需要加入吸收缓冲电路。C1为VT1的缓冲吸收电容，C2和尺并联组成VT2的吸收缓冲电路。由于吸收电容和开关管相并联，它对Lr和Cr组成的谐振电路没有很大影响，但是其两端电压会随着换流过程的变化而变化，也会随着谐振的过程进行充电和放电，因此电容的值不能选得很大，要保证电容的充放电的时间在死区的范围内，符合换流的要求。倍压整流电路如图中所示，采用桥式倍压整流电路。

　　ZVS高频变换器的主要工作模态如图2所示，主要依靠电容和电感之间能量的传递，实现二极管的续流，给开关管的开通创造ZVS条件。

　　具体的设计步骤

　　由于微波炉所带负载为磁控管，磁控管的电压一电流特性如图3所示，其稳态正常工作电压约为4 000V，当电压低于其正常工作电压时，磁控管呈高阻抗状态，电流随电压的变化不大，处于非振荡区域，当电压高于4 000V时，磁控管呈现低阻抗状态，电流随电压的变化较之前强烈，处于振荡区域。启动磁控管需要一定的预热时间，其启动电压要远大于门槛电压，需要5 000V以上，磁控管工作以后，电压会下降成为一定值，这个值要求比门槛电压要高，以保证磁控管的稳定运行。更多磁控管可咨询https://www.dzsc.com/product/infomation/874135/201252116826172.html

　　在本设计中，由于磁控管可以看做是电阻负载，而很难设置符合其前后两段的特性的负载。所以采用一个电阻负载来模拟磁控管，只要电源能输出一个合适的电压，合理的调配参数可以实现驱动磁控管。