清华大学现代电力电子课件 第四章-3.pdf

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1、3.1.2ZCS3.1.2ZCS--PWMPWM软开关技术软开关技术ZCS-PWM电路n优点：（1）恒频率运行（2）主管ZCS（3）电压应力比较小n缺点：（1）二极管D电压应力大，最大为2E。（2）在轻载情况下可能失去ZCS的条件3.1.3Buckconverter3.1.3Buckconverter的总结的总结nBuckconverter的总结Buck电路图Buck电路电压电流波形图Buck的优点：结构简单，可以降压Buck的缺点：为了滤波加了增加了电容C,在u的值小于电容电压Vc时，没有电流，虽然电压与电压同相，但是电流中含有丰富的谐波，功率因数（powerfactor）很低

2、，约为0.5~0.63.1.4Boostconverter3.1.4BoostconverternBoost型ZVS-PWM和ZCS-PWM的原理图如下图所示，其分析方法同Buck型相似Boost型ZVS-PWM和ZCS-PWM3.1.3Boostconverter3.1.3BoostconverternBoostconverter的总结优点：（1）可以升压（2）电流波形接近直流（因串了电感），功率因数增大，谐波减少（3）可做单相PFC（PowerFactorCorrection）缺点：（1）开关损耗增大。（2）通过二极管D的功率很大，D快恢复不容易。D关断时，有反向恢复电流，造

3、成瞬时短路（主管已导通），可能导致主管电流上升，损坏主管。3.1.3Boostconverter3.1.3BoostconverternBoostconverter的总结Boost电路电压电流波形图Boost电路二极管电流波形图Boost电路虽然具有功率因数高的优点，但是由于主电路中的二极管有反向恢复电流，造成电路的瞬时短路，容易烧毁主管。解决这个问题有两个办法，一是二极管改用快恢复二极管，二是串联电感，基于这个方法，一种零过渡软开关变化器被提出来了3.2.1ZVT3.2.1ZVT--PWMPWM软开关技术软开关技术n零过渡PWM变换器前面已经讨论过包括QRC,QSC,MRC等变

4、换电路，他们无一例外的具有高导通损耗，高成本的缺点。ZVS-PWM，ZCS-PWM已经很接近理想，但是ZVS-PWM，ZCS-PWM电路零开关条件和电源电压和负载电流的变化范围有关，在轻载的情况下有可能失去零开关的条件。nBoost型零过渡软开关Boost-ZVT电路图Boost-ZCT电路图3.2.1ZVT3.2.1ZVT--PWMPWM软开关技术软开关技术n零电压过渡（ZVT）软开关初始时刻主开关管Tp以及辅助开关管Ta关断，谐振电容电压为Uc0，电源通过二极管D向负载供电LilCLIC1.t0-t1恒压充电阶段t=t0时刻，触发Ta导通，电感恒压充电，当电感电流等于电源电流

5、时刻t1，二极管D关断。2.t1-t2准谐振阶段t=t1，D关断，L，C谐振，强迫分量为电源电流，当电容电压为零时刻t2，触发Tp导通，此时令Ta关断，Da导通。3.2.1ZVT3.2.1ZVT--PWMPWM软开关技术软开关技术Lin零电压过渡（ZVT）软开关lCLIC3.t2-t3恒压放电阶段t=t2，Tp导通，令Ta关断，Da导通，电感恒压放电，电流减小到零时刻t3，Da关断.4.t3-t4恒流充电阶段t=t3时刻，Tp关断，电容恒流充电5.t4-t0PWM阶段t=t4时刻，电容电压为E，此时进入PWM阶段，直至Ta导通。3.2.1ZVT3.2.1ZVT--PWMPWM软开

6、关技术软开关技术LilCLICZVT相平面图ZVT波形图优点：（1）电压与电流无重叠（2）耐压与PWM一样，峰值削平。（3）开关频率固定。缺点：（1）加了一个辅助晶闸管Ta,且是在最大电流时关断，为硬开关。（主管为软开关）。（2）功率较小3.2.1ZVT3.2.1ZVT--PWMPWM软开关技术软开关技术n零电压过渡（ZVT）软开关的推广3.2.2ZCT3.2.2ZCT--PWMPWM软开关技术软开关技术n零电流过渡（ZCT）软开关初始时刻主开关管Tp导通，辅助开关管Ta关断，二极管D和Da截止，谐振电容电压为-Uc0LitTpoffl1CDpont2DpoffDonLTaoff

7、DaonIt0TaonCUc-Uc00t(t)TponDofft534Taon1.t0-t1谐振过渡阶段t=t0时刻，触发Ta导通，二极管D和Da截止，L与C谐振，强迫分量为零，由于Boost电路的电感比较大，在一个开关周期内，可以认为其上电流不变，当Tp上的电流过零变负时刻t1（即当谐振电流等于电源电流时刻），Tp关断，Tp的反并联二极管导通。2.t1-t2准谐振阶段t=t1，Tp关断，Tp的反并联二极管导通Dp导通，L与C继续谐振，强迫分量为零，当谐振电流再次等于电源电流的时