CN114024439B - 一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器，实现主回路开关的ZVS开通和关闭、辅助回路开关的ZCS开通和关闭。辅助回路耦合电感对称交替激励，实现激磁磁通在两个周期内可复位。有效提高效率和功率密度，降低成本和EMI。

Description

一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器
技术领域
本发明涉及电力电子变流技术领域，尤其涉及一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器。
背景技术
通常采用功率因数校正PFC提高功率因数PF和降低总谐波失真。在众多的PFC电路中，Boost变换器因其结构简单、输入电流连续和特性统一性强得到广泛的应用。
D.Divan在1989年提出第一个现代软开关变换器：主动箝位谐振型DC-Link逆变器AC-RDCL。R.De Doncker在1990年提出了辅助谐振换向极变换器ARCP。在最初提出的ARCP逆变器中，换流电流脉冲由一个DC-link直流母线电容、一个双向开关和一个谐振电感组成的辅助电路产生，即采用了电容分压。拓扑结构简单，效率、输出功率和功率密度等参数得到改善。
但是技术瓶颈始终在于，直流环节电容分压点的电荷不平衡，电压不稳定，低输出频率应用时尤其突出。需要复杂的检测和延时控制电路，根据分压点电压、负载电流控制换流电感换流前的储能。
电感分压的逆变器可使分压点电压保持稳定，控制简化。耦合电感分压类拓扑有串联分压型和并联分压型。典型的为一个谐振极含两个耦合电感的零电压转换ZVT逆变器。辅助电路采用铁芯饱和的变压器，并在零负载频率下工作。基于ZVT-2CI的各类逆变器，峰值效率高达99％。相对于电容分压逆变器，电感分压逆变器对偶的问题是励磁电流单向复位。变压器铁芯一个开关周期内无法复位，选用的变压器磁芯体积大，且需要两套辅助回路实现双向电流输出下的主开关辅助换流工作；而且辅助换流二极管无钳位措施，过充振铃引起电压应力高及EMI。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足，提供一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器，实现了主开关零电压开通，有效提高效率和功率密度，降低成本和EMI。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器，包括：第一主开关管S1、第二主开关管S2、第一辅助二级管Sa1、第二辅助二级管Sa2、第三辅助开关管Sa3、第四辅助开关管Sa4、辅助换流电感Lr、滤波电感Lin、输入电源Vin、直流母线电源VDC、变压器TA的第一绕组N1，变压器TA的第二绕组N2；
其中，所述第一主开关管S1的源极、第二主开关管S2的漏极相连于P点；第一辅助开关管Sa1的发射极与第二辅助开关管Sa2的集电极相连于A点，第三辅助开关管Sa3的发射极与第四辅助开关管Sa4的集电极相连于B点；第一主开关管S1的漏极、第一辅助开关管Sa1的集电极和第三辅助开关管Sa3的集电极相连于直流母线电压VDC的正极，第二主开关管S2的源极、第二辅助开关管Sa2的发射极和第四辅助开关管Sa4的发射极相连于直流母线电压VDC的负极；滤波电感Lin的一端连接于P点，另一端连接于输入电源Vin的正极；输入电源Vin的负极连接于直流母线电压VDC的负极；变压器TA的第一绕组N1的同名端连接于A点，异名端连接于O点，变压器TA的第二绕组N2的同名端连接于O点，异名端连接于B点；辅助换流电感Lr的一端连接于O点，另一端连接于P点；
其中，设定iload为流经滤波电感Lin的瞬时电流，Iload为流经滤波电感Lin的平均电流；C1和C2为主开关S1和S2的等效并联电容，电容值都为Cm-oss；Ca1-Ca4为辅助开关Sa1-Sa4的等效并联电容，电容值都为Ca-oss；换流谐振电流Ir定义为：辅助换流电感Lr中通过的最大电流与滤波电感Lin中的平均电流Iload之差；iload为正，是指由P点流入滤波电感Lin，iload为负，是指由滤波电感Lin流入P点；iLr为流经辅助换流电感Lr中的电流，由O点流入P点定义为正，由P点流入O点定义为负。
当iLoad>0，即电流由P点流入滤波电感Lin时；
电路处于稳定状态，S2处于导通状态，S1和Sa1-Sa4处于关断状态；电流iload通过S2续流；
t0时刻，开通辅助开关Sa1和Sa4，延迟DA1后，关断S2；
关断S2后，延迟DA2，开通S1；
S1保持开通，DA3后，断开辅助开关管Sa1和Sa4；
断开辅助开关Sa1和Sa4后，延时DA4，关断主开关S1；
DA4＝TΔ1
TΔ1由主回路SPWM的控制；
断开主开关S1后，延时DA5，开通辅助开关Sa2和Sa3；
DA5由主回路SPWM的控制；
Sa2和Sa3保持开通，延迟DA6后，关断S2；
关断S2后，延迟DA7，开通S1；
S1保持开通，DA8后，断开辅助开关管Sa2和Sa3；
断开辅助开关Sa2和Sa3后，延时DA9，关断主开关S1；
DA9＝TΔ2
TΔ2由主回路SPWM的控制；电路再一次回到稳定状态；
当iLoad<0，即电流由滤波电感Lin流入P点时；辅助换流的完成过程为由主开关S1续流到S2ZVS开通，辅助开关动作过程与iLoad>0时完全相同。
其中，电路运行的工作模式及过程分析：
当iLoad>0，即电流由P点流入滤波电感Lin时；
模式1，t<t0：电路处于稳定状态，S2处于导通状态，S1和Sa1-Sa4处于关断状态；电流iload通过S2续流；
模式2，t0-t1：t0时刻，开通辅助开关Sa1和Sa4，变压器TA的第一绕组N1和第二绕组N2动态分压，使得O点电位为VDC/2，辅助换流电感中的电流iLr从零开始线性增加；tA时刻，iLr(t)的值达到Iload；t1时刻，换流电感电流iLr(t1)大小与滤波电感Lin中的电流及预充电流之和Iload+Ir相等；
其中t0时刻到t1时刻之间的时段T0-1为：
模式3，t1-t2：t1时刻，关断S2，P点电位上升，换流电感Lr与主开关S2的等效输出电容C2和主开关S1的等效输出电容C1发生谐振，对C2充电对C1放电；t2时刻，P点电位到达VDC；
换流电感电流的时域表达式为：
其中：
其中t1时刻到t2时刻之间的时段T1-2为：
模式4，t2-t3:t2时刻，主开关S1的体二极管导通；Lr中的电流开始线性减少，tB时刻，开通主回路开关S1，tC时刻，Lr中的电流线性减小到Iload；t3时刻，Lr中的电流线性减小到0；
S1的ZVS开通允许时间段为t2到tC之间的时段T2-C：
其中t2时刻到t3时刻之间的时段T2-3为：
模式5，t3-t4：t3时刻，辅助开关管Sa1和Sa4断开；电流在S1、VDC和Lin构成的回路中流通；延迟TΔ1时段，此时段由SPWM(正弦脉宽调制)控制；t4时刻，断开主开关管S1；回到模式1状态；
其中t3时刻到t4时刻之间的时段T3-4为：
T3-4＝TΔ1
模式6，t<t5：与模式1状态相同。电路处于稳定状态，S2处于导通状态，S1和Sa1-Sa4处于关断状态；输入电源电流iload通过S2续流；
模式7，t5-t6：t5时刻，开通辅助开关Sa2和Sa3，变压器TA的第一绕组N1和第二绕组N2动态分压，使得O点电位为VDC/2，辅助换流电感中的电流iLr从零开始线性增加；tD时刻，iLr(t)的值达到Iload；t6时刻，换流电感电流iLr(t)大小与滤波电感Lin中的电流及预充电流之和Iload+Ir相等；
其中t5时刻到t6时刻之间的时段T5-6为：
模式8，t6-t7：t6时刻，关断S2，P点电位上升，换流电感Lr与主开关S2的等效输出电容C2和主开关S1的等效输出电容C1发生谐振，对C2充电对C1放电；t7时刻，P点电位到达VDC；
换流电感电流的时域表达式为：
其中：
其中t6时刻到t7时刻之间的时段T6-7为：
模式9，t7-t8:t7时刻，主开关S1的体二极管导通；Lr中的电流开始线性减少，tE时刻，开通主回路开关S1，tF时刻，Lr中的电流线性减小到Iload；t8时刻，Lr中的电流线性减小到0；
S1的ZVS开通允许时间段为t7到tC之间的时段T2-C：
其中t7时刻到t8时刻之间的时段T7-8为：
模式10，t8-t9：t8时刻，辅助开关管Sa2和Sa3断开；电流在S1、VDC和Lin构成的回路中流通；延迟TΔ2时段，此时段由SPWM(正弦脉宽调制)控制；t9时刻，断开主开关管S1；
其中t8时刻到t9时刻之间的时段T8-9为：
T8-9＝TΔ2
模式1到模式5为一次辅助换流过程，实现了由主开关S2续流到S1ZVS开通；模式6到模式10为一次辅助换流过程，也实现了由主开关S2续流到S1ZVS开通；两次辅助换流过程中变压器TA中施加了极性相反的激励，使得变压器TA激磁复位；
当iLoad<0，即电流由滤波电感Lin流入P点时；辅助换流的完成过程为由主开关S1续流到S2ZVS开通，辅助开关动作过程与iLoad>0时完全相同。
区别于现有技术，本发明的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器，实现主回路开关的ZVS开通和关闭、辅助回路开关的ZCS开通和关闭。辅助回路耦合电感对称交替激励，实现激磁磁通在两个周期内可复位。有效提高效率和功率密度，降低成本和EMI。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器的电路结构示意图。
图2是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器运行时处于模式一时的电路连接示意图。
图3是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器运行时处于模式二时的电路连接示意图。
图4是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器运行时处于模式三时的电路连接示意图。
图5是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器运行时处于模式四时的电路连接示意图。
图6是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器运行时处于模式五时的电路连接示意图。
图7是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器运行时处于模式六时的电路连接示意图。
图8是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器运行时处于模式七时的电路连接示意图。
图9是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器运行时处于模式八时的电路连接示意图。
图10是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器运行时处于模式九时的电路连接示意图。
图11是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器运行时处于模式十时的电路连接示意图。
图12是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器各个开关管驱动脉冲信号和结点电压波形图示意图。
图13是本发明提供的一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器谐振状态的相平面分析图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步的详细说明。应当理解，此外所描述的具体实施例仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都将属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器，包括有第一主开关管S1、第二主开关管S2、第一辅助二级管Sa1、第二辅助二级管Sa2、第三辅助开关管Sa3、第四辅助开关管Sa4、辅助换流电感Lr、滤波电感Lin、输入电源Vin、直流母线电源VDC、变压器TA的第一绕组N1，变压器TA的第二绕组N2。
其中，所述第一主开关管S1的源极、第二主开关管S2的漏极相连于P点；第一辅助开关管Sa1的发射极与第二辅助开关管Sa2的集电极相连于A点，第三辅助开关管Sa3的发射极与第四辅助开关管Sa4的集电极相连于B点；第一主开关管S1的漏极、第一辅助开关管Sa1的集电极和第三辅助开关管Sa3的集电极相连于直流母线电压VDC的正极，第二主开关管S2的源极、第二辅助开关管Sa2的发射极和第四辅助开关管Sa4的发射极相连于直流母线电压VDC的负极；滤波电感Lin的一端连接于P点，另一端连接于输入电源Vin的正极；输入电源Vin的负极连接于直流母线电压VDC的负极；变压器TA的第一绕组N1的同名端连接于A点，异名端连接于O点，变压器TA的第二绕组N2的同名端连接于O点，异名端连接于B点；辅助换流电感Lr的一端连接于O点，另一端连接于P点。具体元件及参数如表1所示：
表1具体元件及参数表
实际工作过程：
其中，设定iload为流经滤波电感Lin的瞬时电流，Iload为流经滤波电感Lin的平均电流；C1和C2为主开关S1和S2的等效并联电容，电容值都为Cm-oss；Ca1-Ca4为辅助开关Sa1-Sa4的等效并联电容，电容值都为Ca-oss；换流谐振电流Ir定义为：辅助换流电感Lr中通过的最大电流与滤波电感Lin中的平均电流Iload之差；iload为正，是指由P点流入滤波电感Lin，iload为负，是指由滤波电感Lin流入P点；iLr为流经辅助换流电感Lr中的电流，由O点流入P点定义为正，由P点流入O点定义为负。谐振状态的相平面分析图如图13所示。
工作流程及切换时间间隔为：
当iLoad>0，即电流由P点流入滤波电感Lin时；
电路处于稳定状态，S2处于导通状态，S1和Sa1-Sa4处于关断状态；电流iload通过S2续流；
t0时刻，开通辅助开关Sa1和Sa4，延迟DA1后，关断S2；
关断S2后，延迟DA2，开通S1；
S1保持开通，DA3后，断开辅助开关管Sa1和Sa4；
断开辅助开关Sa1和Sa4后，延时DA4，关断主开关S1；
DA4＝TΔ1
TΔ1由主回路SPWM的控制；
断开主开关S1后，延时DA5，开通辅助开关Sa2和Sa3；
DA5由主回路SPWM的控制；各个开关管驱动脉冲信号和结点电压波形图如图12所示。
Sa2和Sa3保持开通，延迟DA6后，关断S2；
关断S2后，延迟DA7，开通S1；
S1保持开通，DA8后，断开辅助开关管Sa2和Sa3；
断开辅助开关Sa2和Sa3后，延时DA9，关断主开关S1；
DA9＝TΔ2
TΔ2由主回路SPWM的控制；电路再一次回到稳定状态。
当iLoad<0，即电流由滤波电感Lin流入P点时；辅助换流的完成过程为由主开关S1续流到S2ZVS开通，辅助开关动作过程与iLoad>0时完全相同。
其中，电路运行的工作模式及过程分析：
当iLoad>0，即电流由P点流入滤波电感Lin时；
如图2所示。模式1，t<t0：电路处于稳定状态，S2处于导通状态，S1和Sa1-Sa4处于关断状态；电流iload通过S2续流；
如图3所示。模式2，t0-t1：t0时刻，开通辅助开关Sa1和Sa4，变压器TA的第一绕组N1和第二绕组N2动态分压，使得O点电位为VDC/2，辅助换流电感中的电流iLr从零开始线性增加；tA时刻，iLr(t)的值达到Iload；t1时刻，换流电感电流iLr(t1)大小与滤波电感Lin中的电流及预充电流之和Iload+Ir相等；
其中t0时刻到t1时刻之间的时段T0-1为：
如图4所示。模式3，t1-t2：t1时刻，关断S2，P点电位上升，换流电感Lr与主开关S2的等效输出电容C2和主开关S1的等效输出电容C1发生谐振，对C2充电对C1放电；t2时刻，P点电位到达VDC；
换流电感电流的时域表达式为：
其中：
其中t1时刻到t2时刻之间的时段T1-2为：
如图5所示。模式4，t2-t3:t2时刻，主开关S1的体二极管导通；Lr中的电流开始线性减少，tB时刻，开通主回路开关S1，tC时刻，Lr中的电流线性减小到Iload；t3时刻，Lr中的电流线性减小到0；
S1的ZVS开通允许时间段为t2到tC之间的时段T2-C：
其中t2时刻到t3时刻之间的时段T2-3为：
如图6所示。模式5，t3-t4：t3时刻，辅助开关管Sa1和Sa4断开；电流在S1、VDC和Lin构成的回路中流通；延迟TΔ1时段，此时段由SPWM(正弦脉宽调制)控制；t4时刻，断开主开关管S1；回到模式1状态。
其中t3时刻到t4时刻之间的时段T3-4为：
T3-4＝TΔ1
如图7所示。模式6，t<t5：与模式1状态相同。电路处于稳定状态，S2处于导通状态，S1和Sa1-Sa4处于关断状态；输入电源电流iload通过S2续流；
如图8所示。模式7，t5-t6：t5时刻，开通辅助开关Sa2和Sa3，变压器TA的第一绕组N1和第二绕组N2动态分压，使得O点电位为VDC/2，辅助换流电感中的电流iLr从零开始线性增加；tD时刻，iLr(t)的值达到Iload；t6时刻，换流电感电流iLr(t)大小与滤波电感Lin中的电流及预充电流之和Iload+Ir相等；
其中t5时刻到t6时刻之间的时段T5-6为：
如图9所示。模式8，t6-t7：t6时刻，关断S2，P点电位上升，换流电感Lr与主开关S2的等效输出电容C2和主开关S1的等效输出电容C1发生谐振，对C2充电对C1放电；t7时刻，P点电位到达VDC；
换流电感电流的时域表达式为：
其中：
其中t6时刻到t7时刻之间的时段T6-7为：
如图10所示。模式9，t7-t8:t7时刻，主开关S1的体二极管导通；Lr中的电流开始线性减少，tE时刻，开通主回路开关S1，tF时刻，Lr中的电流线性减小到Iload；t8时刻，Lr中的电流线性减小到0；
S1的ZVS开通允许时间段为t7到tC之间的时段T2-C：
其中t7时刻到t8时刻之间的时段T7-8为：
如图11所示。模式10，t8-t9：t8时刻，辅助开关管Sa2和Sa3断开；电流在S1、VDC和Lin构成的回路中流通；延迟TΔ2时段，此时段由SPWM(正弦脉宽调制)控制；t9时刻，断开主开关管S1；
其中t8时刻到t9时刻之间的时段T8-9为：
T8-9＝TΔ2
模式1到模式5为一次辅助换流过程，实现了由主开关S2续流到S1ZVS开通；模式6到模式10为一次辅助换流过程，也实现了由主开关S2续流到S1ZVS开通；两次辅助换流过程中变压器TA中施加了极性相反的激励，使得变压器TA激磁复位。
当iLoad<0，即电流由滤波电感Lin流入P点时；辅助换流的完成过程为由主开关S1续流到S2ZVS开通，辅助开关动作过程与iLoad>0时完全相同。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器，其特征在于，包括：第一主开关管S1、第二主开关管S2、第一辅助二极管Sa1、第二辅助二极管Sa2、第三辅助开关管Sa3、第四辅助开关管Sa4、辅助换流电感Lr、滤波电感Lin、输入电源Vin、直流母线电源VDC、变压器TA的第一绕组N1，变压器TA的第二绕组N2；
其中，所述第一主开关管S1的源极、第二主开关管S2的漏极相连于P点；第一辅助开关管Sa1的发射极与第二辅助开关管Sa2的集电极相连于A点，第三辅助开关管Sa3的发射极与第四辅助开关管Sa4的集电极相连于B点；第一主开关管S1的漏极、第一辅助开关管Sa1的集电极和第三辅助开关管Sa3的集电极相连于直流母线电压VDC的正极，第二主开关管S2的源极、第二辅助开关管Sa2的发射极和第四辅助开关管Sa4的发射极相连于直流母线电压VDC的负极；滤波电感Lin的一端连接于P点，另一端连接于输入电源Vin的正极；输入电源Vin的负极连接于直流母线电压VDC的负极；变压器TA的第一绕组N1的同名端连接于A点，异名端连接于O点，变压器TA的第二绕组N2的同名端连接于O点，异名端连接于B点；辅助换流电感Lr的一端连接于O点，另一端连接于P点；
其中，设定iload为流经滤波电感Lin的瞬时电流，Iload为流经滤波电感Lin的平均电流；C1和C2为主开关S1和S2的等效并联电容，电容值都为Cm-oss；Ca1-Ca4为辅助开关Sa1-Sa4的等效并联电容，电容值都为Ca-oss；换流谐振电流Ir定义为：辅助换流电感Lr中通过的最大电流与滤波电感Lin中的平均电流Iload之差；iload为正，是指由P点流入滤波电感Lin，iload为负，是指由滤波电感Lin流入P点；iLr为流经辅助换流电感Lr中的电流，由O点流入P点定义为正，由P点流入O点定义为负。
2.根据权利要求1所述的对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器，其特征在于：
当iLoad>0，即电流由P点流入滤波电感Lin时：
电路处于稳定状态，S2处于导通状态，S1和Sa1-Sa4处于关断状态；电流iload通过S2续流；
t0时刻，开通辅助开关Sa1和Sa4，延迟DA1后，关断S2；
关断S2后，延迟DA2，开通S1；
S1保持开通，DA3后，断开辅助开关管Sa1和Sa4；
断开辅助开关Sa1和Sa4后，延时DA4，关断主开关S1；
DA4＝TΔ1
TΔ1由主回路SPWM的控制；
断开主开关S1后，延时DA5，开通辅助开关Sa2和Sa3；
DA5由主回路SPWM的控制；
Sa2和Sa3保持开通，延迟DA6后，关断S2；
关断S2后，延迟DA7，开通S1；
S1保持开通，DA8后，断开辅助开关管Sa2和Sa3；
断开辅助开关Sa2和Sa3后，延时DA9，关断主开关S1；
DA9＝TΔ2
TΔ2由主回路SPWM的控制；电路再一次回到稳定状态；
当iLoad<0，即电流由滤波电感Lin流入P点时；辅助换流的完成过程为由主开关S1续流到S2ZVS开通，辅助开关动作过程与iLoad>0时完全相同。
3.根据权利要求2所述的对称激励耦合电感分压辅助换流逆变器，其特征在于：电路运行的两种工况下的工作模式及过程分析：
当iLoad>0，即电流由P点流入滤波电感Lin时：
模式1，t<t0：电路处于稳定状态，S2处于导通状态，S1和Sa1-Sa4处于关断状态；电流iload通过S2续流；
模式2，t0-t1：t0时刻，开通辅助开关Sa1和Sa4，变压器TA的第一绕组N1和第二绕组N2动态分压，使得O点电位为VDC/2，辅助换流电感中的电流iLr从零开始线性增加；tA时刻，iLr(t)的值达到Iload；t1时刻，换流电感电流iLr(t1)大小与滤波电感Lin中的电流及预充电流之和Iload+Ir相等；
其中t0时刻到t1时刻之间的时段T0-1为：
模式3，t1-t2：t1时刻，关断S2，P点电位上升，换流电感Lr与主开关S2的等效输出电容C2和主开关S1的等效输出电容C1发生谐振，对C2充电对C1放电；t2时刻，P点电位到达VDC；
换流电感电流的时域表达式为：
其中：
其中t1时刻到t2时刻之间的时段T1-2为：
模式4，t2-t3:t2时刻，主开关S1的体二极管导通；Lr中的电流开始线性减少，tB时刻，开通主回路开关S1，tC时刻，Lr中的电流线性减小到Iload；t3时刻，Lr中的电流线性减小到0；
S1的ZVS开通允许时间段为t2到tC之间的时段T2-C：
其中t2时刻到t3时刻之间的时段T2-3为：
模式5，t3-t4：t3时刻，辅助开关管Sa1和Sa4断开；电流在S1、VDC和Lin构成的回路中流通；延迟TΔ1时段，此时段由SPWM(正弦脉宽调制)控制；t4时刻，断开主开关管S1；回到模式1状态；其中t3时刻到t4时刻之间的时段T3-4为：
T3-4＝TΔ1
模式6，t<t5：与模式1状态相同；电路处于稳定状态，S2处于导通状态，S1和Sa1-Sa4处于关断状态；输入电源电流iload通过S2续流；
模式7，t5-t6：t5时刻，开通辅助开关Sa2和Sa3，变压器TA的第一绕组N1和第二绕组N2动态分压，使得O点电位为VDC/2，辅助换流电感中的电流iLr从零开始线性增加；tD时刻，iLr(t)的值达到Iload；t6时刻，换流电感电流iLr(t)大小与滤波电感Lin中的电流及预充电流之和Iload+Ir相等；
其中t5时刻到t6时刻之间的时段T5-6为：
模式8，t6-t7：t6时刻，关断S2，P点电位上升，换流电感Lr与主开关S2的等效输出电容C2和主开关S1的等效输出电容C1发生谐振，对C2充电对C1放电；t7时刻，P点电位到达VDC；
换流电感电流的时域表达式为：
其中：
其中t6时刻到t7时刻之间的时段T6-7为：
模式9，t7-t8:t7时刻，主开关S1的体二极管导通；Lr中的电流开始线性减少，tE时刻，开通主回路开关S1，tF时刻，Lr中的电流线性减小到Iload；t8时刻，Lr中的电流线性减小到0；
S1的ZVS开通允许时间段为t7到tC之间的时段T2-C：
其中t7时刻到t8时刻之间的时段T7-8为：
模式10，t8-t9：t8时刻，辅助开关管Sa2和Sa3断开；电流在S1、VDC和Lin构成的回路中流通；延迟TΔ2时段，此时段由SPWM(正弦脉宽调制)控制；t9时刻，断开主开关管S1；
其中t8时刻到t9时刻之间的时段T8-9为：
T8-9＝TΔ2
模式1到模式5为一次辅助换流过程，实现了由主开关S2续流到S1ZVS开通；模式6到模式10为一次辅助换流过程，也实现了由主开关S2续流到S1ZVS开通；两次辅助换流过程中变压器TA中施加了极性相反的激励，使得变压器TA激磁复位；
当iLoad<0，即电流由滤波电感Lin流入P点时；辅助换流的完成过程为由主开关S1续流到S2ZVS开通，辅助开关动作过程与iLoad>0时完全相同。
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