boost电路的一种软开关实现方法

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1、Boost电路的一种软开关实现方法

2、第1图1同步Boost变换器500)this.style.ouseg(this)">图2电感电流不反向时的主要工作波形500)this.style.ouseg(this)">(a)Stagel[t0,t1](b)Stage2[t1,t2]500)this.style.ouseg(this)">(c)Stage3[t2,t3](d)Stage4[t3,t4]500)this.style.ouseg(this)">(e)Stage5[t4,t5]图3电感电流不反向时各阶段等效电路但是S1只能工作在硬开关状态。1

3、）阶段1〔t0～t1〕该阶段，S1导通，L上承受输入电压，L上的电流线性增加。在t1时刻，S1关断，该阶段结束。2）阶段2〔t1～t2〕S1关断后，电感电流对S1的结电容进行充电，使S2的结电容进行放电，S2的漏源电压可以近似认为线性下降，直到下降到零，该阶段结束。3）阶段3〔t2～t3〕当S2的漏源电压下降到零之后，S2的寄生二极管就导通，将S2的漏源电压箝在零电压状态，也就是为S2的零电压导通创造了条件。4）阶段4〔t3～t4〕S2的门极变为高电平，S2零电压开通。电感L上的电流又流过S2。L上承受输出电压和输入电压之差，电流线性减小，直

4、到S2关断，该阶段结束。5）阶段5〔t4～t5〕此时电感L上的电流方向仍然为正，所以该电流只能转移到S2的寄生二极管上，而无法对S1的结电容进行放电。因此，S1是工作在硬开关状态的。接着S1导通，进入下一个周期。从以上的分析可以看到，S2实现了软开关，但是S1并没有实现软开关。其原因是S2关断后，电感上的电流方向是正的，无法使S1的结电容进行放电。但是，如果将L设计得足够小，让电感电流在S2关断时为负的，如图4所示，就可以对S1的结电容进行放电而实现S1的软开关了。500)this.style.ouseg(this)">图4电感电流反向时的主

5、要工作波形在这种情况下，一个周期可以分为6个阶段，各个阶段的等效电路如图5所示。其工作原理描述如下。1）阶段1〔t0～t1〕该阶段，S1导通，L上承受输入电压，L上的电流正向线性增加，从负值变为正值。在t1时刻，S1关断，该阶段结束。2）阶段2〔t1～t2〕S1关断后，电感电流为正，对S1的结电容进行充电，使S2的结电容放电，S2的漏源电压可以近似认为线性下降。直到S2的漏源电压下降到零，该阶段结束。3）阶段3〔t2～t3〕当S2的漏源电压下降到零之后，S2的寄生二极管就导通，将S2的漏源电压箝在零电压状态，也就是为S2的零电压导通创造了条件

6、。4）阶段4〔t3～t4〕S2的门极变为高电平，S2零电压开通。电感L上的电流又流过S2。L上承受输出电压和输入电压之差，电流线性减小，直到变为负值，然后S2关断，该阶段结束。5）阶段5〔t4～t5〕此时电感L上的电流方向为负，正好可以使S1的结电容进行放电，对S2的结电容进行充电。S1的漏源电压可以近似认为线性下降。直到S1的漏源电压下降到零，该阶段结束。6）阶段6〔t5～t6〕当S1的漏源电压下降到零之后，S1的寄生二极管就导通，将S1的漏源电压箝在零电压状态，也就是为S1的零电压导通创造了条件。500)this.style.ouseg(

7、this)">(a)Stagel[t0,t1](b)Stage2[t1,t2]500)this.style.ouseg(this)">(c)Stage3[t2,t3](d)Stage4[t3,t4]500)this.style.ouseg(this)">(e)Stage5[t4,t5](f)Stage6[t5,t6]图5电感电流不反向时各阶段等效电路接着S1在零电压条件下导通，进入下一个周期。可以看到，在这种方案下，两个开关S1和S2都可以实现软开关。2软开关的参数设计以上用同步整流加电感电流反向的办法来实现Boost电路的软开关，其中两个开

8、关实现软开关的难易程度并不相同。电感电流的峰峰值可以表示为ΔI=(VinDT)/L（1）式中：D为占空比；T为开关周期。所以，电感上电流的最大值和最小值可以表示为Imax=ΔI/2＋Io（2）Imin=ΔI/2－Io（3）式中：Io为输出电流。将式（1）代入式（2）和式（3）可得Imax=(VinDT)/2L＋Io（4）Imin=(VinDT)/2L－Io（5）从上面的原理分析中可以看到S1的软开关条件是由Imin对S2的结电容充电，使S1的结电容放电实现的；而S2的软开关条件是由Imax对S1的结电容充电，使S2的结电容放电实现的。另外，通

9、常满载情况下

10、Imax

11、>>

12、Imin

13、。所以，S1和S2的软开关实现难易程度也不同，S1要比S2难得多。这里将S1称为弱管，S2称为强管。强管S2的软