电。

图

2 不对称半桥逆变器的关键波形

3 软开关实现条件
不对称半桥逆变器在死区时间内要有足够的能量来抽走将要开通的开关管结电容或者外并
电容上的电荷，并给另一个刚刚关断的开关管结电容或者外并电容充电，则谐振滤波器必
须设计为感性，即输出电压超前于串联谐振支路的电流。这是实现功率开关管

ZVS 的必要

条件。如果不满足式（

1），那么就无法实现 ZVS。开关管 Q1 和 Q2 之间的死区时间必须足

够长，才能使开关管结电容或者外并电容完全进行充放电。

（

1）

式中，

Lr 为谐振滤波器的等效电感，I1 为死区时间内的平均电流，Ci（

）为开关管的结电容或者外接电容。
4 谐振式滤波器分析
不对称半桥变换器的输出端

vs(t)为准半方波，而输出电压波形 THD 要小于 2%，则必须只

有采用

4 阶和高于 4 阶的谐振式滤波器才能滤出 THD 小于 2%的正弦波，同时为了减小滤

波器体积，选择

4 阶谐振式滤波器。谐振式滤波器的作用有：（1）将输出的准方波进行滤

波，隔离直流分量，减小输出电压的谐波含量，使波形接近正弦波；（

2）在阻性负载的情

况下，使得输出电压超前于串联谐振支路的电流，从而实现全桥开关管的

ZVS。设计谐振

式滤波器的

Ls、Cs 的谐振频率等于开关频率，Lp、 Cp 的谐振频率高于开关频率。为了分析

方便，将

Lp 分解为 Lp1 和 Lp2，其中 Ls 和 Cs 在开关频率处串联谐振，Lp1 和 Cp 在开关

频率处并联谐振，等效电路图如图

4 所示。

图

4 串并联谐振式滤波器等效电路图

不对称半桥变换器的输出端

vs(t) 经傅立叶分解得到（2）式。

（

2）

其中，

Vin 为直流母线电压，D 为开关管 Q1 的占空比， 为基波角频率。

不对称半桥变换器的输出端

vs(t)经谐振滤波器滤波后得基波电压，即输出电压的有效值为：

（

3）

输出电压与输入电压之比和开关管

Q1 的占空比 D 的关系如图所示。

图

4 输出电压与输入电压之比和 D 的关系

相对于基波来说，谐振滤波器为感性。按传统的串并联谐振滤波器设计

[4]在基波频率下完

全谐振的

Ls、Cs 和 Lp1、Cp；再通过软开关实现条件设计电感 Lp2。

5 仿真结果
为了验证本方案 的可行性，对此逆变器进行了 仿真验证。 仿真数据 如下：输入电压
Vin=510V，输出电压 Vo=500V，输出电压频率为 118kHz；Ls=88μH；Cs=20nF；Ls=20μH 
；

Cp=70nF ；开关频率 fs=118kHz；变压器初次级变比

。
图

8 为阻性负载下的输出电压 vo 和谐振滤波器串联支路的电流 is 波形。图 9 为阻性负载情

况下的

Q1 的驱动电压波形 vGS 及其 DS 端的电压 vDS 波形，在驱动电压 vGS 变为正时，

MOS 管的 vDS 已经为零，此时开关管的开通是零电压开通。而当开关管关断时，其结电容