vrec(t)=nIaZcsin(ωct)＋Vacos(ωct) （10）
式中：Zc=
；
ωc=
；
ip(t5)=Ia；
vrec(t5)=Va。
模式7（t6～t7） t6时刻初级电流完全复位，整流电压vrec(t6)=Vβ。然后整流二极管D7关断，Ch提供全部负载电流，整流电压迅速下降，简化等效电路如图3(c)所示。此模式下的整流电压按式（11）线性下降。
vrec(t)=Vβ－
t （11）
模式8（t7～t8） t7时刻Ch放电完毕，然后整流二极管D7，D8同时导通，均分负载电流。
模式9（t8～t9） t8时刻关断S2，此时ip=0，因此S2是零电流关断，以后是S2与S3的死区时间。t9时刻开通S3，由于Lk的存在，ip不能突变，所以S3是零电流开通，电路工作进入另半个周期，其工作情况类似于前面的描述。从以上工作模式分析可以看出，这种变换器可以获得很好的ZVZCS软开关效果，并减小了占空比丢失。
2.2 ZVZCS软开关效果
2.2.1 超前管的ZVS范围
超前管并联的电容首先利用输出滤波电感的能量充电/放电（模式4），然后通过漏感储能充电/放电（模式5），因此易于实现ZVS，但在负载很轻时，超前管的ZVS会受到限制。在模式4最后时刻的初级电压等于维持电容电压折算到初级的峰值，初级电流ip=Ion，从能量关系来看，若要实现ZVS，则漏感储能要大于或等于维持电容储能，即
Lk(Ion)2
（C3＋C4）
Io
（12）
式（12）决定了超前管的ZVS范围，从式中可以看出，超前管的ZVS是由变压器匝比，开关管并联电容，变压器漏感和输入电压共同决定的，当电路中的条件满足式（12）时，在任意负载条件下，超前管都可以实现ZVS。
2.2.2 滞后管的ZCS范围
从前面的工作原理分析可知，初级电流由维持电容电压来复位。在轻负载下，维持电容不能完全放电，所以充电少，负载越轻，维护电容峰值电压越低。然而复位电流也随负载电流的减小而减小，滞后管的ZCS也能通过很低的维持电容电压获得，因此，滞后管的ZCS变化范围足够宽。
3 实验结果
一个2.7kW的变换器验证了这些特性。输入为三相50Hz/380V，输出为直流27V/100A，变换器工作频率为20kHz。超微晶ONL－805020，N1=30，N2=5，N3=2，Lk=5μH，Ch=20μF，功率模块为2MBI50L－120X2。图4－图9为试验得到的波形。实验表明，该变换器可以在较轻负载下实现了软开关。
图4 S1集 电 极 电 压 与 驱 动 波 形
Vin=600 V 10μs/div
图5 S1与S2集 电 极 电 压 波 形
Vin=600 V 10μs/div
图6 变压器初级电流波形
10μs/div 10A/div
图7 S1零压开通波形1：vcel(50V/div)
2:icl(10A/div) 1μs/div
图8 S1零压关断波形1：vcel(50V/div)
2:icl(10A/div) 1μs/div
图9 S2零流关断波形1：vce2(50V/div)
2:ic2(10A/div) 1μs/div
4 结语
本文提出了一种ZVZCSPWM三电平变换器，分析了它的工作原理及设计应考虑的因素。并进行了电路实验。开关管承受的电压应力为输入直流电压的一半，因此，该变换器适用于输入电压
较高的场合。采用变压器辅助线圈和简单的辅助电路获得ZVZCS，大大地降低了开关损耗使变换器可以工作在较高的开关频率。这种变换器优点明显，如可以在较宽的负载范围内实现软开关，占空比损失小，成本低等。
