1.2.5 模态5——超前臂零电压零电流开通、滞后臂零电流开通
t5时S2、S3同时开通。在导通的瞬间，由于Ls不饱和，其阻抗很大，电流上升速度缓慢。S2、S3处于零电流导通状态。且开通时电容C2上的电压基本等于零，所以超前臂S2实现了ZVZCS。这段时间内，阻断电容的电压小变，原边电流基本等于零，电源电压加在饱和电感上，经一段时间促使其饱和，然后电流再线性增加。
t6时刻，原边电流上升到I0/n，副边整流二极管D6和D7导通，完成对管间的切换回到模态l的工作状态。如图7所示。
以上是半个周期的工作情况，另一半情况相似。从上面可以看到，滞后臂处于零电流开通和零电流关断；超前臂零电压开通，关断靠并联在管子上的电容实现近似零电压关断。
1.3 全范围实现ZVS和ZCS的约束条件
1.3.1 超前臂实现ZVS的条件
(1)超前臂的零电压关断
由于输出外并电容的存在，可以控制关断管的电压上升速度。电容的容值越大，电压的上升速度越慢，超前臂的零电压关断效果越好。
(2)超前臂实现零电压开通的条件
模态2中C2的放电时间为
为了保证超前臂的零电压开通，两个超前臂的死区时问td(即t5一t4)必须满足
td≥tr
当轻载时，C2放电需要的时间tr相应增大，但轻载时有限双极性控制的两个超前臂的死区时间也相应增大，从而克服了传统移相控制死区不好调整的问题，因此C1、C2可较大，以改善超前臂零电压关断效果。
1.3.2 滞后臂实现ZCS的条件
由于饱和电感的存在，滞后臂开通瞬间，电路中电流上升速度缓慢，可视为零电流开通。ZCS实现的程度主要取决于饱和电感的阻晰时间(即充磁时间)。阻断时间tm的计算如下。
式中：N为匝数；Br为磁芯的饱和磁密；Bs为磁芯的剩余磁密。
2 双环控制原理及其实现
2.1 电压电流双环控制
传统的方法采用电压模式单闭环控制，这种控制方法响应较慢，也不能对功率器件进行实时电流限制，为了实现电压电流可控，平均电流模式采用双闭环控制，其内环控制输出的平均电流，外环控制输出电压，提高了系统响应速度。
2.2 控制电路设计
采用集成芯片UC3525外加运放构成平均电流模式控制电路，并用外加逻辑电路的方式形成有限双极性控制的4路控制信号。如图8所示。
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(1)外环控制 电压给定信号与输出电压反馈信号经运放U1补偿比较得Ue，接到UC3525的内部误差放人器正相输入端的脚2。当输出电流超过给定限流值时，D11导通，Ue被箝在给定限流值上。
(2)内环控制 采样电阻检测输出电流，并通过电流检测放大器得电流反馈信号。接到UC3525的内部误差放大器反相输入端的脚1，与Ue进行比较。UC3525的脚9为反馈补偿端。
(3)有限双极性控制 UC3525的脚4为同步信号输出，该信号作为D触发器(U3)的时钟信号，U3的Q端(脚1)和Q端(脚2)即可得到占空比为50％、相位相差180°的两组脉冲，S11、S12用于控制死区时间。
3 仿真与实验验证
这种有限双极性控制的ZVZCS PWM全桥变换器，已应用到一种15KW（300V/50A）电源模块的设计当中。其主要技术参数如下。
- 输入DC 430～650V直流；
- 输出DC 170～340V：DC0～50A；
- 开关工作频率20kHz；
- 死区时间1 μs；
- 隔直电容Cb=4 μF；
- IGBT并联电容C1=C2=22nF；
- 变压器原副边匝数比为15：13；
- 输出滤波电感0.15mH；
- 输出滤波电容2200μF。
3.l 仿真结果
额定功率下超前臂的ZVS波形如图9所示。
滞后臂的ZCS波形如图10所示。
实验验证了仿真结果的正确性。
3.2 实验波形
当100％负载时，超前臂实现ZVS波形图如图11所示(管压波形100V/div，驱动波形5V/div)。
