最小应力无源无损缓冲电路参数设计与实验.pdf

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1、第46卷第9期电力电子技术Vo1．46，No．92012年9月PowerElectronicsSeptember2012最小应力无源无损缓冲电路参数设计与实验姚绪梁。王秋瑶(哈尔滨工程大学，自动化学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：随着电力电子器件的高频化发展，开关损耗成为电路主要损耗方式。降低开关损耗的有效途径是采用软开关技术。无源无损缓冲电路由于结构简单，易于控制，可靠性高，近年来得到广泛关注和研究。设计了一种新型最小应力无源无损缓冲电路，分析了其工作原理，阐述了其各阶段工作情况，设计了电路参数，并基于Buck电路搭建了一个1kW最小应力无源无损缓冲电路进行实验。实验结果证明，最小应

2、力无源无损缓冲电路实现了Buck电路中开关管的零电流开通(zcs)与零电压关断(zvs)，可有效降低开关损耗，提高系统转换效率。关键词：缓冲电路：最小应力；无源无损；软开关中图分类号：U260．34+2文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)09—0049—03ParameterDesignandExperimentforaMinimumStressPassiveLosslessCircuitYA0Xu．1iang．WANGQiu．yao(HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Withthedevelo

3、pmentofhishfrequencyofthepowerelectronicdevices，switching-lossisthemainpartofloss。es．Soft—switchingtechnologyisaneffectivewaytoreduceswitching-loss．Owingtosimplestructure，easycontrol，highreliability，passivelosslesscircuitsiswidelyconcernedandresearched．A1kWminimumstresspassivelosslesssnub-bercircu

4、itisdesignedbasedonBuckconverter，meanwhile，theworkingprincipleisanalysed，theworkingconditionofeachphaseisdescribed，thecircuitparameterisdesigned．Theexperimentalresultsverifythatthecircuitprovideszero-current-switching(ZCS)andzero-voltage—switching(ZVS)conditionsforturningonandof，itcanreduceswitch。

5、inglossefectivelyandimprovetheeficiencyofconversion．Keywords：snubbercircuit；minimumstress；passivelossless；soft-switchingFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51279039)1引言作过程，对Buck变换器做如下假设：①所有开关管、二极管均为理想元件，导通电阻为零，关断电根据是否增加开关管电压应力。可将无源无阻为无穷大，结电容为零；②所有储能元件均为无损软开关电路分为

6、最小电压应力(MVS)和非最小损元件；③开关电流源，0在开关过程中保持恒定。电压应力(NMVS)无源无损缓冲电路。前者在软开关过程中未增加开关管电压应力。其缓冲电感和电容的比值受到限制，使电路可实现的占空比范围较小。后者虽然克服了上述缺点。但其在软开关过程中大大增加了开关管电压应力【．-。图1最小应力无源无损Buck缓冲电路图此处基于Buck电路设计了一种能克服上述Fig．1MinimumstresspassivelosslessBucksnubbercircuit两种电路缺点的最小应力无源无损缓冲电路。分图2示出电路进入稳态后的波形图。析了电路的工作过程，并进行了参数设计。最后，通过实验

7、证明了该电路的正确性与可行性。2最小应力无源无损缓冲电路图1示出以Buck变换器为基础的最小应力无源无损缓冲电路。为简化分析电路稳态时的工基金项目：国家自然科学基金(No．51279039)定稿日期：2012—03—09lt2f3“tst6htal作者简介：姚绪梁(1969一)，男，山东龙口人，博士，教授，图2电路主要波形图研究方向为电力电子与电力传动，集成化电机推进技术。Fig．2Themainwaveformsoft