【正文】 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 ? 第 1階段： t0~t1， 諧振電容充電階段 t0時(shí)刻 ，開關(guān)管 VTS關(guān)斷 ， 負(fù)載電流 Io通過(guò) VTS1的本體二極管給電容 Cr充電 ， Cr上的電壓線性上升 ，在 t1時(shí)刻 ， uCr達(dá)到 Ui， iLr開始減小 ， 二極管VD導(dǎo)通 ， 進(jìn)入第 2階段 。 ? 在 ZVS準(zhǔn)諧振變換器諧振電容上串接或在諧振電感上并接一個(gè)可控開關(guān) ， 就構(gòu)成了零電壓開關(guān) PWM變換器 。 VDVD SVT SUiLC R概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 ? 工作過(guò)程分析 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 ? 第 1階段： t0 ~ t1， 電感充電階段 0000t0t0t5t4t3t2t1t6uGuCruSiLr IoUitttt2 UiL rC r VDVD SVT SUiLC R概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 ? 工作過(guò)程分析 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 ? 第 2階段： t1 ~ t4， 諧振階段 L rC r VDVT SU iLC RVD S概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 0000t0t0t5t4t3t2t1t6uGuCruSiLr IoUitttt2 Ui? 工作過(guò)程分析 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 ? 第 3階段： t4 ~ t6， 電容放電階段 L rC r VDVT SU iLC RVD S概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 0000t0t0t5t4t3t2t1t6uGuCruSiLr IoUitttt2 Ui? 工作過(guò)程分析 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 ? 第 4階段： t6 ~ t0， 續(xù)流階段 L rC r VDVT SU iLC RVD S概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 0000t0t0t5t4t3t2t1t6uGuCruSiLr IoUitttt2 Ui? 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器與 PWM硬開關(guān)變換器相比 ? 具有許多明顯的優(yōu)點(diǎn) – 電路的開關(guān)損耗大大降低 – 電磁干擾 (EMI)大大減小 – 變換電路可以以更高的開關(guān)頻率工作 – 相應(yīng)變換器的功率密度可以大大提高 ? 仍存在明顯的不足 – 器件可能承受過(guò)高的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力 – 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)電路最主要的特點(diǎn)就是利用PFM調(diào)壓 ， 這使得電源的輸入濾波器 、 輸出濾波器的設(shè)計(jì)復(fù)雜化 ， 并影響系統(tǒng)的噪聲 。 L rC rVDSVTSUi00t0t0t5t4t3t2t1tUiuCrIoiLrt電感充電階段 ， t4 t0時(shí)段： t4~t0階段 ， 直流母線電壓被箝位成零 ， 若這時(shí)逆變橋內(nèi)開關(guān)管換相 ， 則也是零電壓開通或關(guān)斷 。 t1時(shí)刻以后 ， iLr繼續(xù)向 Cr充電 ， 直到t2時(shí)刻 iLr=I ， uCr達(dá)到諧振峰值 。 L rC rVDSVTSUi00t0t0t5t4t3t2t1tUiuCrIoiLrt概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 ? 諧振直流環(huán)節(jié) 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 ? 諧振階段 ， t0~t1時(shí)段： t0時(shí)刻之前 ， 開關(guān) S處于通態(tài) ， iLrIL， 。 概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 U iSVD SL rVDLC R? 工作過(guò)程分析 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 ? t1到 t4時(shí)段電路諧振過(guò)程的方程為： St00000uCriSiLrUiuVDt0t5t4t3t2t1t6ttttrrrirrrddddLCCLituCUutiL???],[, 41rir 11 tttIiUu LttLttC ??? ??概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 ? 工作過(guò)程分析 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 St00000uCriSiLrUiuVDt0t5t4t3t2t1t6tttt? t4~t5時(shí)段： VDS導(dǎo)通 ， uCr被箝位于零 ， iLr線性衰減 ， 直到 t5時(shí)刻 ， iLr=0。 U iC rSVD SL rVDLC RrrCIdtdu LC ?概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 U iSVD SL rVDLC R? 工作過(guò)程分析 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 ? t1~t2時(shí)段： t1時(shí)刻二極管 VD導(dǎo)通 ， 電感 L通過(guò)VD續(xù)流 ， Cr、 Lr、 Ui形成諧振回路 。 ? 根據(jù)電路中主要的開關(guān)元件是零電壓開通還是零電流關(guān)斷， 軟開關(guān)電路分為 ： – 零電壓電路 – 零電流電路 概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 軟開關(guān)的特征及分類 ? 根據(jù)軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程，可以將軟開關(guān)電路分為 – 諧振型變換器 – 準(zhǔn)諧振變換器 – 零開關(guān) PWM變換器 – 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 – 移相全橋 PWM軟開關(guān)變換器 概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 ? 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器－ 準(zhǔn)諧振電路 ? 準(zhǔn)諧振電路中電壓或電流的波形為正弦半波 ， 因此稱之為準(zhǔn)諧振 。這部分損耗為： fCU 221概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 軟開關(guān)的特征及分類 ? 軟開關(guān)電路： ? 通過(guò)在原來(lái)的開關(guān)電路中增加很小的電感 、電容等諧振元件 ， 構(gòu)成輔助換流網(wǎng)絡(luò) ， 在開關(guān)過(guò)程前后引入諧振過(guò)程 ， 使開關(guān)開通前電壓先降為零 ， 或關(guān)斷前電流先降為零 ， 就可以消除開關(guān)過(guò)程中電壓 、 電流的重疊 ， 降低它們的變化率 ， 從而大大減小甚至消除開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲 ， 稱為軟開關(guān)電路 。 ? 關(guān)斷損耗 ：關(guān)斷過(guò)程電流和電壓有一個(gè)交疊區(qū) ， 產(chǎn)生損耗 ， 稱為關(guān)斷損耗 （ Turnoff loss） ， 如下圖 (b)所示 。 ? 軟開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用使電力電子變換器可以具有更高的效率 ， 功率密度和可靠性同時(shí)得到提高 ， 并有效的減小電能變換裝置引起的電磁干擾和噪聲等 。 ? 軟開關(guān)技術(shù) ? 降低開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲 。 ? 開關(guān)損耗增加 ， 電磁干擾增大 。 ? 開關(guān)器件在零電壓或零電流條件下導(dǎo)通或關(guān)斷 ， 使器件的 開關(guān)損耗在理論上為零 。 功率電路的開關(guān)過(guò)程 iu00ptttoniu0ptt0to ff概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 功率電路的開關(guān)過(guò)程 ? 開通損耗 ：開通過(guò)程電流和電壓有一個(gè)交疊區(qū) ， 產(chǎn)生損耗 ， 稱為開通損耗 （ Turnon loss） ， 如下圖 (a)所示 。 ttIIio ffCC ??ttUuoffC?? 關(guān)斷過(guò)程： CCof f0of fCof fCC0of f 6)(1 of fof f IfUtt dttUttIIfi ud tTPtt ????? ??? 關(guān)斷損耗為： 概述 功率電路的開關(guān)過(guò)程 軟開關(guān)的特征及分類 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)變換器 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 PWM軟開關(guān)變換器 零開關(guān) PWM變換器 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 FB PWM軟開關(guān)變換器 iu0 tto ff 功率電路的開關(guān)過(guò)程 ? 則 一個(gè)開關(guān)周期的平均開通和關(guān)斷損耗 PS為： o f fon PPP S ??CCof fon6 IfUtt ??? 除此之外，管子在關(guān)斷期間輸出電容儲(chǔ)存的能量，在管子導(dǎo)通時(shí)，損耗在