為了改進(jìn)之前所述基本移相的ZVS全橋拓?fù)浯嬖诘娜秉c(diǎn)，后面使用過(guò)程中提出了一種能改善滯后橋臂ZVS范圍的結(jié)構(gòu)。如下圖所示。

圖2 改進(jìn)的移相ZVS全橋結(jié)構(gòu)

改進(jìn)的ZVS拓?fù)鋬?yōu)缺點(diǎn)分析：

優(yōu)點(diǎn):不僅拓寬了結(jié)構(gòu)拓?fù)錅髽虮墼谳p載條件下零電壓開(kāi)關(guān)的實(shí)現(xiàn)，降低了開(kāi)關(guān)損耗，還消除了副邊整流二極管的電壓震蕩，縮短了其反向回復(fù)時(shí)間，提高了結(jié)構(gòu)的效率。

缺點(diǎn)：引進(jìn)了兩二極管增加了傳導(dǎo)損耗，二極管的反向恢復(fù)嚴(yán)重。

二極管反向恢復(fù)問(wèn)題

圖3 二極管反向恢復(fù)特性曲線

二極管在開(kāi)關(guān)電源中應(yīng)用非常之多，由于開(kāi)關(guān)電源通常工作在高頻條件下，這樣二極管就會(huì)迅速開(kāi)通和關(guān)斷，在其快速開(kāi)通和關(guān)斷條件下，難免會(huì)產(chǎn)生較高的電壓尖峰和開(kāi)關(guān)損耗，這就叫反向恢復(fù)現(xiàn)象。

一般的二極管就一PN結(jié)（肖特基除外）。PN結(jié)結(jié)構(gòu)的二極管，其P區(qū)、N區(qū)都有多數(shù)載流子和少數(shù)載流子，PN結(jié)內(nèi)的載流子都存在著擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和飄移運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由載流子濃度不同而引起的；漂移運(yùn)動(dòng)則是因電場(chǎng)作用引起的。二極管兩端加正電壓時(shí)，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)超過(guò)飄移運(yùn)動(dòng) ,P 區(qū)與 N 區(qū)的多數(shù)載流子都不斷地 向?qū)Ψ絽^(qū)域擴(kuò)散,并在對(duì)方 區(qū)域中有相當(dāng)數(shù)量的存儲(chǔ)。此時(shí),若在二極管兩端突加反向電壓,PN 結(jié) 內(nèi)的飄移運(yùn)動(dòng)超過(guò)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),上述的存儲(chǔ)電荷在電場(chǎng)的作用下將回到己方區(qū)域 ,或者被復(fù)合掉 ,這樣就產(chǎn)生了一個(gè)反向電流。

在這一反向電流的作用下,存儲(chǔ)電荷被全部掃出,PN結(jié)交界處耗盡層的勢(shì)壘高度增加,反向電流給二極管并聯(lián)寄生電容充電,二極管 電壓開(kāi)始反向增大。電容電壓達(dá)到一定值后,反向電流減少為二極管的反向飽合電流值IR ,二極管反向恢復(fù)的過(guò)渡過(guò)程結(jié)束。在這一過(guò)程中,反向電流( 最大值記為IRM) 在二極管內(nèi)產(chǎn)生反向恢復(fù)損耗 ,反向電流如果流過(guò)電路中其它元件 ,還會(huì)產(chǎn)生附加損耗 。又由于二極管串聯(lián)寄生電感和并聯(lián)寄生電容的作用,二極管兩端會(huì)產(chǎn)生較高的反向電壓浪涌。

圖4 二極管反向恢復(fù)等效電路

解決功率二極管反向恢復(fù)的方法

為解決功率二極管反向恢復(fù)問(wèn)題已經(jīng)出現(xiàn)了很多種方案。一種思路是從器件本身出發(fā) ,尋找新的材料力圖從根本上解決這一問(wèn)題 ,比如碳化硅二極管的出現(xiàn)帶來(lái)了器件革命的曙光 ,它幾乎不存在反向恢復(fù)的問(wèn)題 。另一種思路是從拓?fù)浣嵌瘸霭l(fā) ,通過(guò)增加某些器件或輔助電路來(lái)使功率二極管的反向恢復(fù)得到軟化。目前 ,碳化硅二極管尚未大量進(jìn)人實(shí)用 ,其較高的成本制約了普及應(yīng)用 ,大量應(yīng)用的是第二種思路下的軟化電路。

增加輔助元器件來(lái)抑制反向恢復(fù)

圖5 幾種解決二極管反向恢復(fù)常用方法

考慮箝位二極管反向恢復(fù)的ZVS移相全橋拓?fù)?/strong>