模式5［t4~t5］

　　在t4时刻，钳位二极管D1开始工作，原边不足以向副边提供能量，Cc通过Lf、Cf、D1开始向负载提供能量，同时C1继续充电、C3放电至t5时刻。

　　模式6［t5~t6］

　　t5时刻，C3放电完毕，续流二极管D3开始导通，为V3实现零电压开通提供了条件。V4处于续流状态，此时原边电流迅速下降，负载电流主要由钳位电容Cc提供，流过Cc的电流增大，在t6时刻原边电流减小为零，此时Cc的电流值达到最大。

　　模式7［t6~t6］

　　t6时刻，原边电流为零，负载电流全部由钳位电容Cc提供，整流二极管两端承受的反压随钳位电容Cc的放电下降。

　　模式8［t7~t8］

　　t7时刻，钳位电容Cc中的能量被全部释放，整流二极管VD1~VD4开始续流，变压器原边电流为零并且保持。在t8时刻关断V4，实现了零电流关断并结束前半个周期的换流；下一个时刻，V2零电流开通，开始进入下半个周期的循环，工作模式和上述分析基本相同。

　　1.2 实现软开关的条件

　　1.2.1 超前臂实觋ZVS条件

　　为实现零电压开关，要求要有足够的能量来使得同一桥臂开关管两端并联的电容充、放电，从而让即将开通的开关管的反并联二极管自然导通。所以要实现超前桥臂的零电压开关，需要在开关管导通和关断之前将电容C1和C3上的电荷抽走。根据模式4可得到最小死区时间。

　　Td》（C1+C2）Uin/2nI0 （3）

　　1.2.2 滞后臂实现ZCS条件

　　变压器漏感Lr的大小是以能实现滞后桥臂ZCS为前提的，假设滞后臂开关管的开通时间为ton，要实现ZCS需要（t1-t0）》ton，则根据工作模式1可得：

　　Lr=Uint/Ip（t）≥Uin（t1-t0）/2nI0≥Uinton/2nI0 （4）

　　2 关键参数的设计

　　变换器采用了移相控制，超前臂两开关管互补180°导通，两开关管驱动信号之间设置一定死区，滞后臂设置与超前臂相同，只是在相位上有一定的滞后，滞后角度反映了有效占空比的大小。设计步骤如下：

　　（1）设置两对桥臂的死区时间Td;

　　（2）设置占空比D，计算匝比k;

　　（3）根据式（1）算出谐振电感Lr，根据式（2）求出钳位电容Cc;

    3 仿真研究

　　为了检验上述分析，采用matlab仿真软件对无源钳位的ZVZCS全桥变换器进行开环仿真（如图3所示），根据以上分析，设计电路参数为：输入电压Uin=36V，输出Uo=400V，输出功率Po=1000W，移相角30°，开关管频率fs=20kHz，输出滤波电容Cf=100 μF，输出滤波电感Lf=3mH，超前桥臂开关管并联电容C1=C3=0.2 μF，输入滤波电容Cin=1000μF，谐振电感Lr=0.36 μH，钳位电容Cc=100nF，仿真结果如下：

　　图3为超前臂G1的管压降和驱动波形；在G1导通之前VDS1下降为零，在G1关断之前，VDS1保持为零，因此超前臂实现了ZVS.图4为滞后臂G3的驱动电压和流过G3电流波形；在G3开通之前，Ip电流保持为0，在G3关断之前Ip电流下降为0，滞后臂实现了ZCS.图5为变压器原、副边的电压波形；原边与副边的占空比存在差异，副边电压上升比原边电压上升略微滞后，这是由变压器原边漏感Lr造成的；而在电压下降时副边电压也滞后于原边电压，这是由无源钳位电路所造成；总体来看，较传统的ZVS变换器器占空比丢失有所减小。图6是副边整流二极管电压、电流波形，经过计算二极管电压尖峰理论值为535V，实际副边尖峰电压约540V，二极管电流尖峰理论值5.1A，实际电流尖峰5.4A较传统的ZVS变换器尖峰明显减小。图7是负载R输出电压、电流波形，由仿真图可以看出，输出电压最终稳定在400V左右，输出电流最终接近2.5A，输出功率Po=1000W.

　　4 结束语

　　本文结合光伏并网逆变器的特点介绍了一种无源钳位的ZVZCS变换器，此变换器较好地实现了超前臂的ZVS、滞后桥臂ZVS，降低了系统的损耗；且原副边占空比丢失较传统的ZVS变换器有所减小，副边整流二极管的寄生振荡基本得到消除；设计了一套1kW的参数，通过matlab软件仿真初步验证了此变换器的正确性和可行性。