将谐振变换器与PWM技术结合起来构成软开关PWM的控制方法,集谐振变换器与PWM控制的优点于一体,既能实现功率开关管的软开关,又能实现恒频控制,是当今电力电子技术领域的发展方向之一.在DC/DC变换器中,则以全桥移相控制软开关PWM变换器的研究十分活跃,它是直流电源实现高频化的理想拓扑之一,尤其是在中、大功率的应用场合.单纯的全桥零电压(ZVS)软开关技术存在很多的缺陷,如:占空比丢失严重、滞后桥臂实现ZVS困难、效率较低等.另外,在功率器件发展领域,IGBT以其优越的性价比,在中大功率的应用场合已普遍实用化,适合将IGBT的开关方式软化的技术则是零电流开关(ZCS).因而,针对全桥移相控制ZVS方案存在的问题,各种全桥移相ZVZCS软开关技术方案应运而生.该文就是在比较各种全桥移相式ZVZCS技术方案的基础上,采用了一种简洁的拓扑结构研制了一台4.4kW(220V,20V)的电力操作电源充电模块.该文的研究内容主要包括三部分:第一部分是关于该文所采用的ZVZCS软开关技术方案的理论及工作模态分析.在比较几种常见全桥ZVZCS技术方案的基础上详细介绍了该文选取的方案,分析了主电路实现ZVZCS的原理及各个模态的电路工作情况和电路参数之间的关系,得出了实现ZVZCS的条件、影响因素及讨论了电路最大占空比的限制等问题.第二部分是充电模块的电路设计,首先是主电路各部分的电路设计和参数计算,包括EMI、功率因数校正、合闸浪涌抑制、输入整流滤波、主功率开关管的选择、高频变压器、输出整流滤波、RC吸收电路、辅助电源和风机电源等的电路设计和参数计算.然后,设计了该电力操作电源充电模块的控制电路部分,模块采用UC3875移相控制芯片和电流控制型方式,该部分设计主要包括:电流型控制及斜坡补偿电路、各种保护电路、电压反馈环节、输出限流、蓄电池恒流充电控制、并机均流、驱动等电路的设计和参数计算.第三部分是该充电模块的调试、波形和性能指标的测试及测试结果的分析.结果表明:该电源成功实现了超前桥臂MOSFET的ZVS和滞后桥臂IGBT全负载范围和全输入电压波动范围的ZCS,显著降低了开关损耗,提高了变换器的效率和功率开关的可靠性;同时,滞后桥臂开关管的ZCS开关状态解决了由于IGBT的电流拖尾现象而影响其工作频率提高的问题,为IGBT应用于高频开关场合提供了条件,降低了电路成本.充电模块的各项性能指标也均达到了预期的要求.