直流开关电源的软开关技术

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1、电力变换系统的软开关技术直流开关电源1软开关电力电子变换技术是近年来电力电子学领域中的一个热门话题。对软开关（softswitching)理论的深入研究，以及软开关技术的广泛应用，使电力电子变换器的设计出现了革命性的变化。１．变换器具有更高的效率——自身损耗大大降低２．变换器具有更高的功率密度——自身的体积和重量大大减小，以及更高的可靠性３．有效地减小电力变换装置引起的电磁污染（EMI）和环境污染（噪声等），为未来大力发展绿色（无公害或低公害的电力电子产品提供了有效的方式和方法。正因为软开关技术的诸多优点使其理论一出现就显示出了蓬勃的生命力，并受到各国专家学者的广

2、泛重视。现在每年在世界上都有大量的相关论文发表，应用软开关技术的电力电子变换器也越来越多地推向市场，将来也必将取代传统的硬开关电力电子变换器。本课特点：理论与实际相结合。学习方法：理解消化原理、理解过程、掌握分析方法教材：《直流开关电源的软开关技术》阮新波等主编2课时要求本课总学时：32学时，每次3学时成绩评定：试卷80分；平时成绩20分平时成绩包括：讨论、出勤率等3讲课主要内容1.直流开关电源的基本电路拓扑2.谐振变换器3.准谐振变换器4.多谐振变换器5.ZCSPWM变换器和ZVSPWM变换器6.零电压转换（ZVT）PWM变换器7.零电流转换（ZCT）PWM变换器

3、8.正激变换器的磁复位技术9.移相控制ZCSZVSPWMDC/DC全桥变换器10.移相控制ZCSPWMDC/DC全桥变换器11.现代软开关电源应用设计举例41.1概述1.开关电源的分类（1）现代开关电源：①直流开关电源——输出质量较高的直流电②交流开关电源——输出质量较高的交流电核心：电力电子变换器——应用电力电子器件将一种电能转变为另一种或多种形式电能的装置（2）按转换电能的种类：①直流—直流变换器：它是一种将直流电能转变成另一种或多种直流电能的变换器，是直流开关电源的主要部件②逆变器：是将直流电转换为交流电的电能转换是交流开关电源和不间断电源UPS的主要部件③整

4、流器：是将交流电转换为直流电的电能变换器④交交变频器：是将一种频率的交流电直接转换为另一种恒定频率或可变频率的交流电，或是将变频交流电直接转换为恒频交流电的电能变换器一、直流开关电源的基本电路拓扑51.直流变换器的分类（1）根据输入与输出间是否有电气隔离①非隔离式直流变换器单管直流变换器降压式（Buck)、升压式（Boost)、升压式/降压式（Buck/Boost)、Cuk、Zeta、Sepic在六种单管变换器中，降压式和升压式变换器是最基础的，另外四种是从中派生出来的。双管串接的升降压式（Buck/Boost)变换器四管直流变换器全桥直流变换器(Full-brid

5、geconverter)②隔离式直流变换器有隔离的变换器可以实现输入与输出间的电气隔离，通常采用变压器实现隔离，变压器本身具有变压的功能，有利于扩大变换器的应用范围。变压器的应用还便于实现多路不同电压或多路相同的电压输出。★变换器的输出功率通常与所用开关管的数量成正比，故四管变换器的输出功率最大，而单管变换器的输出功率最小。★没有隔离的变换器可和有隔离的变换器组合得到单个变换器不具备的特性。一、直流开关电源的基本电路拓扑6（2）根据能量传递①单向直流变换器②双向直流变换器（3）根据开关管控制信号的生成①自激式直流变换器②它激式直流变换器（4）根据开关管的开关条件①硬

6、开关直流变换器(Hardswitching)②软开关直流变换器(Softswitching)2.直流开关电源及其应用3.对直流开关电源的要求高的可靠性、好的可维修性、小的体积重量、低的价格及使用费用和好的电气性能一、直流开关电源的基本电路拓扑74.直流开关电源的发展动向（1）开关电源发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。开关电源轻、小、薄关键技术是高频化，（2）模块化是开关电源发展总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N＋1冗余电源系统，并实现并联方式容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将增大，而采

7、用部分谐振转换电路技术，理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术实际应用仍存着技术问题，故仍需这一领域开展大量工作，以使该项技术以实用化。（3）电力电子技术不断创新，使开关电源产业有着广阔发展前景。要加快我国开关电源产业发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国特色产学研联合发展之路，为我国国民经济高速发展做出贡献。一、直流开关电源的基本电路拓扑81.2基本电路拓扑1.2.1非隔离式直流变换器的基本电路拓扑1.降压式(Buck)变换器一、直流开关电源的基本电路拓扑工作模式：连续、临界、非连续D9一、直流开关电源的基本电路拓扑ILmaxIoILminI