新型軟開(kāi)關(guān)脈寬調(diào)制降壓變換器的研究.pdf

1、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)是近年來(lái)電力電子學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可以降低開(kāi)關(guān)損耗，抑制開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的電磁干擾，因而有助于進(jìn)一步提高開(kāi)關(guān)頻率，使得電源向體積小、重量輕、效率高、功率密度大的方向發(fā)展。本文回顧了軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程，分析了幾種具有代表性的軟開(kāi)關(guān)電路的性能特點(diǎn)。在分析基本的Buck變換器的基礎(chǔ)上，對(duì)典型的ZCS PWM Buck變換器和新型ZCS PWM Buck變換器的工作原理和性能特點(diǎn)進(jìn)行了理論分析和仿真研究。針對(duì)它們存在的問(wèn)

2、題，提出了一種改進(jìn)型ZCS PWM Buck電路。在以上分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)而提出了一種新型ZCZVS PWM Buck電路。
　　新型ZCS PWM Buck電路克服了典型ZCS PWM Buck電路的一些缺點(diǎn)，但自身也存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輔助開(kāi)關(guān)電流應(yīng)力大的缺點(diǎn)。因此，改進(jìn)型ZCS PWM Buck電路通過(guò)減少一個(gè)諧振電感和增加一個(gè)鉗位二極管，來(lái)克服這一缺點(diǎn)。文中對(duì)改進(jìn)型ZCS PWM Buck拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理和電路特性等作了較深入

3、的闡述。給出了諧振參數(shù)選擇方法和控制驅(qū)動(dòng)方案，分析了負(fù)載變化對(duì)軟開(kāi)關(guān)條件的影響，通過(guò)仿真證實(shí)改進(jìn)電路是可行和有效的，可提高原電路的性能。
　　改進(jìn)型ZCS PWM Buck電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制容易實(shí)現(xiàn)，適合于采用少子載流半導(dǎo)體器件(如IGBT，MCT等)作為開(kāi)關(guān)管。
　　針對(duì)諧振單元與主開(kāi)關(guān)串聯(lián)時(shí)存在的主開(kāi)關(guān)或輔助開(kāi)關(guān)的電流或電壓應(yīng)力過(guò)大的缺點(diǎn)，提出了一種新型ZCZVS PWM Buck電路。該電路中主開(kāi)關(guān)工作在ZCS模式，輔

4、助開(kāi)關(guān)工作在 ZCZVS模式。其輔助諧振單元為主開(kāi)關(guān)創(chuàng)造零電流開(kāi)關(guān)條件的同時(shí)不增加主開(kāi)關(guān)電流應(yīng)力和導(dǎo)通損耗，并且輔助開(kāi)關(guān)也能在軟開(kāi)關(guān)條件下完成開(kāi)通與關(guān)斷，自身的電流應(yīng)力也比較小。
　　本文對(duì)新型ZCZVS PWM Buck電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理和電路特性進(jìn)行了研究，給出了諧振參數(shù)選擇方法，并進(jìn)行了仿真研究。結(jié)果表明新型ZCZVS PWM Buck電路中的所有開(kāi)關(guān)器件都能在較好的軟開(kāi)關(guān)的條件下完成導(dǎo)通和關(guān)斷，且電流應(yīng)力很小，電路性能