雙重單級PFC軟開關變換器
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模態4[t3～t4] V3和V4均關斷，V2繼續開通，V1開通，VD1，VD3，VD5，VD6，VD8正向導通，VD2，VD4，VD7反向截止。Uin和L1繼續給C3充電，iL1線性下降。在此開關模態中，VDr1導通，加在V1上的電壓為零，所以V1能ZVS開通。流過VD5，VD6的電流之和等于iL3，當VD6上的電流等于iL3時，VD5反向關斷，下半單元的電路狀態與模態1中狀態相同，此模態結束。
模態5[t4～t5] V3和V4均關斷，V2繼續開通，V1開通，VD1，VD3，VD6，VD8正向導通，VD2，VD4，VD5，VD7反向截止。Uin和L1繼續給C3充電，iL1線性下降，iLr1在uLr1=-uC1-uLm1作用下線性上升，而iLr2在uLr2=-uC2-uLm2作用下線性下降。下半單元的電路狀態與模態1中狀態相同，此模態結束。
模態6[t5～t6] V3和V4均關斷，V2關斷，V1繼續開通，VD1，VD3，VD6，VD8正向導通，VD2，VD4，VD5，VD7反向截止。上半單元電路狀態與模態5中狀態相同，Uin和L2繼續給C4充電，iL2線性下降。在t6時刻V2關斷，T2的初級電壓uLm2+uLr2=uC4-uCV4，iLr2給CV4反向充電，在t6時刻，使uCV4降為uC4，uLm2≈0，次級電壓也等于零。VD7開始正向導通，此模態結束。
模態7[t6～t7] V3和V4均關斷，V2關斷，V1繼續開通，VD1，VD3，VD6，VD7，VD8正向導通，VD2，VD4，VD5反向截止。上半單元電路狀態與模態5中狀態相同，Uin和L2繼續給C4充電，iL2線性下降。VD7，VD8同時導通，uLm2被箝位在零。故iLm2恒定，VD7上電流iVD2增加，而VD8上電流iVD8減少。同時，由于諧振的作用，CV4一直被反向充電，一直到uCV4=0。此時VDr4正向導通。為V4的ZVS導通創造了條件，此模態結束。
模態8[t7～t8] V3和V2關斷，V4導通，V1繼續開通，VD1，VD3，VD6，VD7正向導通，VD2，VD4，VD5，VD8反向截止。上半單元的電路狀態與模態5中狀態相同，Uin和L2繼續給C4充電，iL2線性下降。由于VDr4正向導通，V4能實現ZVS開通，流過VD7和VD8的電流之和等于iL4當流過VD7的電流等于iL4時，VD8反向截止，此模態結束。
雙重單級PFC軟開關變換器后半個開關周期(t9～t16)與前半個開關周期(t1～t8)類似。
3 參數設計
3．1 實現高功率因數的條件
在單級PFC變換器中，當PFC變換器工作在斷續電流模式(DCM)下時，輸入電流基本上能跟隨輸入電壓變化，實現其固有的PFC功能。為使PFC變換器工作在DCM下，必須滿足以下條件：
式中：L1為PFC升壓電感；Ro為輸出負載阻抗，Ro=24 Ω；Uo為輸出電壓，Uo=48 V；Ts=10μs；η為變換器效率；uC為中間儲能電容上的電壓，uC=450V；D為占空比，D=0．28。
由式(1)，(2)可知，選L1=L2=0．5 mH時可達到高功率因數校正的目的。
3．2 主開關管的選擇
主開關管的最大電壓值為：
式中：Lm為勵磁電感；C為箝位電容；fs為開關頻率；N為變壓器的匝數比。
主開關管的最大電流值IV3max=4．4 A。此處選擇的主開關管是2SK1358，漏源電壓為900 V，最大漏極電流為9 A。
3．3 箝位開關管的選擇
箝位開關管的最大電壓值為：UdsV2_max=Uin+NUo／(1-D)=587 V，其最大電流值IV2max=3．4 A。取最大電流的兩倍裕量，即6．8 A，取電壓的1．5倍裕量，即881 V，此處選擇的箝位開關管是2SK1358。
3．4 實現ZVS的條件
為確保主開關管實現ZVS，當主開關管開通時，其體電容上電壓必須為零。因此儲存在Lr1中的能量必須大于儲存在CV3中能量。Lr1≥ CV3(Uin+uC)2／iLr12。根據2SK1358數據手冊，CV3≈800 pF，Uin=450 V，iLr1=4．4 A，故Lr1=Lr2=15μH時可實現ZVS。
4 實驗結果分析
基于圖1拓撲制作了一臺額定輸出功率為96 W，輸入交流電壓在165～265 V變化，輸出電壓恒定在48 V，額定輸出電流為2 A的樣機。圖3a示出輸入電流、電壓和輸出電壓波形，可見，輸入電流基本上與輸入電壓同相位，達到了高功率因數校正的目的；輸出電壓穩定在48 V，達到預期效果。圖3b，c示出V1～V4的驅動和漏源電壓波形，可見，V1～V4均是在零電壓下實現開通與關斷的。本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/175739.htm
圖3d示出變換器功率因數和效率曲線，可見，在額定值下變換器功率因數為0．988，效率為93．97％，該變換器具有高功率因數和高效率。
5 結論
提出了一種新穎的雙重單級PFC軟開關變換器，所有的功率開關管都實現了ZVS開通，且電壓和電流應力較小，同時實現了高功率因數校正。通過分析，給出了關鍵參數的設計要求，然后搭建了一臺輸出為48 V／2 A，96 W的實驗樣機，在額定值下變換器功率因數為0．988，變換器效率為93．97％。實驗結果與理論分析結果相符。
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