【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 一種新的軟開關(guān)電路拓?fù)洌?PWM軟開關(guān)變換器 。 ? PWM軟開關(guān)變換器主要分為 零開關(guān) PWM變換器 、 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 和 移相全橋軟開關(guān)PWM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 零開關(guān) PWM變換器 ? 電路構(gòu)成 ? Buck型零電壓準(zhǔn)諧振變換器 ， 開關(guān)管 VT一關(guān)斷 ， Lr與 Cr就開始諧振 ， 諧振結(jié)果使 Cr兩端的電壓為零 ， 并通過(guò) VDS續(xù)流使 VTS（ Cr） 兩端電壓箝位成零 ， 這時(shí)開通 VTS， 則 VTS零電壓開通 。 St00000uCriSiLrUiuVDt0t5t4t3t2t1t6ttttVD SVT SL rC rC RU iLVD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 零開關(guān) PWM變換器 ? 電路構(gòu)成 VD SVT SL rC rC RU iLVDS 1S1000uGuCiLrUit0tt6t5t4t3t2t1ttt? 如果 S1的關(guān)斷時(shí)刻和 VTS的開通時(shí)刻保持不變 ，改變 VTS的關(guān)斷時(shí)刻 ， 則可以實(shí)現(xiàn) PWM控制 。 ? 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 。 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 零開關(guān) PWM變換器 ? 零開關(guān) PWM電路的基本開關(guān)單元 零電壓開關(guān)PWM電路的基本開關(guān)單元 SS 1C rL rVDLSS 1C r LrVDL零電流開關(guān)PWM電路的基本開關(guān)單元 SS 1C rL rVDLSS 1C rL rVDL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 零開關(guān) PWM變換器 ? Buck型 ZVSPWM變換器 VT SVD SVT S1VDC rL rU iLC R0000uSuS1uCriLrt0t6t5t4t3t2t1t7t8tttt? 以 Buck型變換器為例 ， 在諧振電感上并接一個(gè)可控開關(guān) ， 前面已經(jīng)介紹了 。 在諧振電容上串接一個(gè)可控開關(guān)則構(gòu)成如下圖所示的零電壓開關(guān) PWM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 零開關(guān) PWM變換器 ? Buck型 ZVSPWM變換器 ? Buck型 ZVSPWM變換器的一個(gè)工作周期分為7個(gè)階段 ， 設(shè)電路初始狀態(tài)為主開關(guān)管 VTS導(dǎo)通 ， 輔助開關(guān)管 VTS1關(guān)斷 ， 續(xù)流二極管 VD關(guān)斷 ， 輸出電流全部流過(guò)主開關(guān)管 VTS和諧振電感 。 VT SVD SVT S1VDC rL rU iLC R0000uSuS1uCriLrt0t6t5t4t3t2t1t7t8tttt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 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 。 0000uSuS1uCriLrt0t6t5t4t3t2t1t7t8ttttVT SVD SVT S1VDC rL rU iLC 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 VT SVD SVT S1VDC rL rU iLC R 零開關(guān) PWM變換器 ? 第 2階段： t1~t2， 諧振電感放電階段 t1時(shí)刻 ，二極管 VD導(dǎo)通 ， 負(fù)載電流一部分經(jīng) VD續(xù)流 ，一部分經(jīng)諧振電感給電容充電 ， 電感電流 iLr下降 ， t2時(shí)刻 ， iLr下降到零 ， 這時(shí)電容電壓達(dá)到峰值第 2階段結(jié)束 。 0000uSuS1uCriLrt0t6t5t4t3t2t1t7t8tttt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 零開關(guān) PWM變換器 ? 第 3階段： t2~t3， 負(fù)載電流續(xù)流階段 t2時(shí)刻 ，iLr下降到零 ， uCr達(dá)到峰值 ， 隨后 iLr維持零電流 ， uCr維持峰值電壓 ， 直到 t3時(shí)刻 VTS1導(dǎo)通 ，第 3階段結(jié)束 。 0000uSuS1uCriLrt0t6t5t4t3t2t1t7t8ttttVT SVD SVT S1VDC rL rU iLC 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 零開關(guān) PWM變換器 ? 第 4階段： t3~t5， 諧振階段 t3時(shí)刻 ， VTS1導(dǎo)通 ， Lr， Cr開始諧振 ， uCr開始下降 ， iLr反向增大 ， t4時(shí)刻 ， uCr下降至 Ui， iLr達(dá)到反向峰值；隨后 iLr反向減小 ， uCr繼續(xù)下降 ， 直至 t5時(shí)刻 ，uCr下降到零 ， 第 4階段結(jié)束 。 0000uSuS1uCriLrt0t6t5t4t3t2t1t7t8ttttVT SVD SVT S1VDC rL rU iLC 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 零開關(guān) PWM變換器 ? 第 5階段： t5~t6， iLr續(xù)流階段 t5時(shí)刻 ， uCr下降到零 ， iLr經(jīng) VDS續(xù)流 ， VTS兩端電壓 uCr被箝在零電壓 ， 在這段期間開通 VTS， VTS將零電壓開通 ， t6時(shí)刻反向電流下降到零 ， VTS在零電壓下開通 。 0000uSuS1uCriLrt0t6t5t4t3t2t1t7t8ttttVT SVD SVT S1VDC rL rU iLC 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 零開關(guān) PWM變換器 ? 第 6階段： t6~t7， 諧振電感充電階段 t6時(shí)刻 ，VTS在零電壓下開通 ， 接著流過(guò)其中的電流將線性增大 ， 直到 t7時(shí)刻 ， iLr達(dá)到 Io， VD關(guān)斷 ，第 6階段結(jié)束 。 0000uSuS1uCriLrt0t6t5t4t3t2t1t7t8ttttVT SVD SVT S1VDC rL rU iLC 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 零開關(guān) PWM變換器 0000uSuS1uCriLrt0t6t5t4t3t2t1t7t8ttttVT SVD SVT S1VDC rL rU iLC R? 第 7階段： t7~t8，能量傳遞階段 該階段完成能量從輸入到輸出的傳遞任務(wù)，直到 t8時(shí)刻 VTS關(guān)斷，進(jìn)入下一個(gè)工作周期。 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 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器 ? 在準(zhǔn)諧振變換器中 ， 諧振電感和諧振電容一直參與能量傳遞 ， 而且它們的電壓和電流應(yīng)力較大 。 ? 在零開關(guān) PWM變換器中 ， 諧振元件雖然不是一直諧振工作 ， 但諧振電感卻串聯(lián)在主功率回路中 ， 損耗較大 。 同時(shí) ， 開關(guān)管和諧振元件的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力與準(zhǔn)諧振變換器的完全相同 。 ? 為了克服這些缺陷 ， 引入 零轉(zhuǎn)換 PWM變換器(Zero Transition PWM Converter)的概念 。 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)