2-3 ２次側PWM制御の各モードの動作状態
２次側PWM制御DC-DCコンバータの定常状態は、８つのモードに分類される。この定常時の動作を、図６に示す動作波形を用いて説明する。
また、図６の時刻（t0-t8）に対応する等価回路を図７に示す。簡単のためパワーデバイスはスイッチング時間がなくオン、オフが瞬時に切り替わる理想スイッチとする。また、回路も内部抵抗や浮遊容量等のない理想的なものとする。ただし、高周波トランスの漏れインダクタンスは２次側のZCS動作に利用するため考慮している。
▼図7 動作モード状態遷移図（Mode1〜Mode8）▼
●Mode１：電力供給期間（0≦t＜t1）
この時刻では、S2,S3,S5(D5),D8がオンしており１次側から２次側へと電力を供給している。この状態は時刻t1でS2,S3がオフされるまで継続する。
●Mode２：ZVS転流（部分共振）期間（t1≦ｔ＜t2）
時刻t1においてS2，S3をオフすると部分共振状態となり、C2,C3(C1,C4)は充（放）電を開始する。Vc2,Vc3は線形的に増加し直流電圧Eに達するとi1はD1，D4へ転流されるためS2，S3はZVSでターンオフされたことになる。トランス電圧V1,V2はS2,S3のオフと同時にV1＞0,V2＞0となる。V2＞0となるとD5は逆バイアスとなるためiS5が急激に減少し、ゼロになった時点でD5はオフとなる。その後にS5をオフさせるとS5はZCSかつZVSでターンオフされたことになる。そして、１次側と２次側は回路的に分離され単独環流期間が開始する。
●Mode３：単独環流期間（t2≦ｔ＜t3）
D1,D4がオンすると１次側の補助インダクタ電流ia,ibはD1,D4を通って電源へ回生される。２次側は負荷電流idがD7,D8を通してながれる単独環流期間である。この期間はS1,S4がオンされてもS6がオフなのでインバータ電流i1は流れず電力は供給されない。補助インダクタ電流が回生中にスイッチS1,S4をオンにしておくと、回生終了後またはインバータ電流i1の流入開始後にS1,S4はZVSかつZCSでターンオンされる。この状態はS6がオンされるまで継続する。実際には高周波トランスの励磁電流が流れるが、その値は実質上極めて小さく、その方向は１次側のZVSを促進させる方向となるのでそれによる影響は問題にならない。
●Mode４：ZCS転流期間（t3≦ｔ＜t4）
時刻t3でS6がオンされるとi1,i2が流れ始め、電力の供給を始める。S1,S4はすでにオンされているのでZVSかつZCSでターンオンする。２次側ではi2が流れ始めるためid8からis6へと転流を始める。この時、高周波トランスの漏れインダクタンスのため急激に転流するハードスイッチングにはならず、id8からis6へと徐々に転流するZCSモードのソフトスイッチングでS6はターンオンする。
●Mode５：電力供給期間（t4≦t＜t5）
２次側がis6へ転流されるとS1,S4,S6(D6),D7がオンとなり電力の供給を始める。この期間は時刻t5まで継続する。
●Mode６：ZVS転流（部分共振）期間（t5≦ｔ＜t6）
時刻t5でS1,S4をオフすると部分共振状態となる。S1，S4はMode２と同様にZVSでのターンオフとなる。２次側では、V2がV2＜0となりD6は逆バイアスとなるため、is6が急激に減少しゼロになった時点でオフとなる。その後にS6をオフさせるので、S6はZVSかつZCSでターンオフできる。
●Mode７：単独環流期間（t6≦t＜t7）
Vc1,Vc4が直流電源電圧Eに達するD2,D3がオンとなり補助インダクタ電流は電源へ回生する。２次側では単独環流が始まり１次側と２次側は回路的に分離されるため電力は供給されない。次のMode８でS2,S3をZVSかつZCSでターンオンさせるため、補助インダクタ電流が回生している間にS2,S3をオンにさせておく。
●Mode８：ZCS転流期間（t7≦t＜t8）
時刻t7でS5をMode３と同様にZCSでターンオンさせると１次側電流i1が流れ始め、負荷へ電力の供給が始まる。この時、S2，S3もMode３と同様にZVSかつZCSでターンオンされる。時刻t8でid7からis5への転流が終わるとMode１に戻り、1周期が完了する。
このように提案するコンバータではすべてのスイッチングにおいてZVSかZCSまたはZVS&ZCSのソフトスイッチング動作が負荷の状態に関係なく実現できる。また、循環電流の除去もされることから大幅な導通損失の低減、変換効率の向上がなされると考えられる。
