《谐振开关》PPT课件

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1、1电力电子学—电力电子变换和控制技术（第三版）陈坚编著华中科技大学第八章谐振开关型变换器8.1软开关变换器的分类8.2准谐振变换器8.3ZCSPWM变换器和ZVSPWM变换器8.4零电压转换PWM变换器8.5移相控制零电压开关全桥变换器8.6谐振直流环节逆变器第八章谐振开关型变换器8.1软开关变换器的分类8.2准谐振变换器8.3ZCSPWM变换器和ZVSPWM变换器8.4零电压转换PWM变换器8.5移相控制零电压开关全桥变换器8.6谐振直流环节逆变器功率开关管工作的几个术语导通截止开通关断功率开关管的硬开关工作减小开关损耗的方法(1)在开关管开通时，使其电流保持在零，或者限制

2、电流的上升率，从而减小电流与电压的交叠区，这就是所谓的零电流开通。(2)在开关管开通前，使其电压下降到零，这就是所谓的零电压开通。(3)同时做到(1)和(2)，在这种情况下，开通损耗为零。减小开通损耗(1)在开关管关断前，使其电流减小到零，这就是所谓的零电流关断。(2)在开关管关断时，使其电压保持在零，或者限制电压的上升率，从而减小电流与电压的交叠区，这就是所谓的零电压关断。(3)同时做到(1)和(2)，在这种情况下，关断损耗为零。减小关断损耗功率开关管的软开关工作零电流开关(Zero-Current-Switching)零电压开关(Zero-Voltage-Switchin

3、g)开关轨迹：软开关vs硬开关软开关变换器的分类谐振变换器软开关串联谐振变换器(SRC)并联谐振变换器(PRC)负载串联负载并联准谐振变换器(QRC)ZCS-QRCZVS-QRC多谐振变换器(MRC)ZCS-MRCZVS-MRC零开关PWM变换器ZCS-PWM变换器ZVS-PWM变换器零转换PWM变换器ZCT-PWM变换器ZVT-PWM变换器第八章谐振开关型变换器8.1软开关变换器的分类8.2准谐振变换器8.3ZCSPWM变换器和ZVSPWM变换器8.4零电压转换PWM变换器8.5移相控制零电压开关全桥变换器8.6谐振直流环节逆变器零电流开关准谐振开关半波模式全波模式零电压开

4、关准谐振开关全波模式半波模式ZCS准谐振变换器族(1)BuckBoostBuck-BoostCukZCS准谐振变换器族(2)ForwardFlyback全波模式BuckZCSQRC电感电流线性增加模式谐振模式：开关管导通谐振模式：反并二极管导通电容线性放电模式滤波电感电流续流模式ZVS准谐振变换器族(1)BuckBoostBuck-BoostCukZVS准谐振变换器族(2)ForwardFlyback半波模式BoostZVSQRC电容线性充电模式谐振模式电感电流线性下降模式输入电感电流续流模式第八章谐振开关型变换器8.1软开关变换器的分类8.2准谐振变换器8.3ZCSPWM变

5、换器和ZVSPWM变换器8.4零电压转换PWM变换器8.5移相控制零电压开关全桥变换器8.6谐振直流环节逆变器BuckZCSPWM变换器电感电流线性增加模式谐振模式：电容充电Buck变换器的开关管导通模式谐振模式：电容放电谐振模式：电容放电电容线性放电模式滤波电感续流模式BoostZVSPWM变换器电容线性充电模式谐振模式Boost变换器开关管导通模式谐振模式电感电流线性下降模式输入电感电流续流模式第八章谐振开关型变换器8.1软开关变换器的分类8.2准谐振变换器8.3ZCSPWM变换器和ZVSPWM变换器8.4零电压转换PWM变换器8.5移相控制零电压开关全桥变换器8.6谐振

6、直流环节逆变器第八章谐振开关型变换器8.1软开关变换器的分类8.2准谐振变换器8.3ZCSPWM变换器和ZVSPWM变换器8.4零电压转换PWM变换器8.5移相控制零电压开关全桥变换器8.6谐振直流环节逆变器BoostZVT变换器的推导[t0,t1][t1,t2][t2,t3][t3,t4][t4,t5][t5,t6][t6,t7]ZVTPWM变换器的优点优点：在整个电压和负载范围内均可实现主开关管Q1和二极管D1的ZVS；主开关管Q1和二极管D1的电压和电流应力与基本的变换器相同；辅助开关管Qa为零电流开关；辅助电路只在主开关管开通时工作一段时间，损耗很小；PWM控制，易于

7、优化设计。缺点：辅助开关管为硬关断，存在关断损耗。ZVT变换器族(1)BuckBoostBuck-BoostCukZVT变换器族(2)ForwardFlyback第八章谐振开关型变换器8.1软开关变换器的分类8.2准谐振变换器8.3ZCSPWM变换器和ZVSPWM变换器8.4零电压转换PWM变换器8.5移相控制零电压开关全桥变换器8.6谐振直流环节逆变器全桥变换器t0之前[t0,t1][t1,t2][t2,t3][t3,t4][t4,t5][t5,t6]实现ZVS的条件：超前桥臂为了实现超前桥臂的ZVS