一种新型软开关buck变换器

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1、《电气自动化)2014年第36卷第6期变流技术ConverterTechniques——一种新型软开关BUCK变换器刘吉星。沈锦飞(江南大学物联网学院电气自动化研究所，江苏无锡214122)摘要：磁耦合谐振式无线电能传输采用直流斩波调压控制传输功率，传统的直流斩波电路开关损耗大，因此提出了一种新型的软开关BUCK变换器的改进电路，在电路中添加耦合电感、辅助电感和二极管，可以实现零电流开通和零电压关断。变换器结构简单，便于控制。介绍了电路工作原理和过程，设计了电路参数，进行了仿真和实验研究，最后给出了仿真和实验波形。关键词：BUCK变换器；软开关；

2、耦合电感；零电流开通；无线电能传输DOI：10．3969／j·issn．1000-3886．2014．06．005[中图分类号]TN624[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)06—0014—02ANovelSoft-switchingBUCKConverterLIUji—xing，SHENJin—fei(ElectricAutomationInstituteofSchooloftheInternetofThings，JiangnanUniversity，WuxiJiangsu214122，China)Abstract：The

3、magneticallycoupledresonantwirelesspowertransmissionadoptsDCchoppercontrolovertransmissionpower，whiletraditionalDCchoppercircuitswitchinghasahighloss．Thispaperpresentsanimprovedcircuitforanovelsoft·switchingBUCKDC—DCconverter，whereacoupledinductor，auxiliaryinductoranddiodeare

4、addedtorealizezerocurrentswitching—onandzerovoltageswitching—of．Theconverterhasasimplestructureandiseasytocontro1．Furthermore，thepaperdescribestheworkingprincipleandprocessofthecircuit，designscircuitparameters，completessimulationandexperimentalresearch，andfinallygivessimulati

5、onandtestwaveformS．Keywords：BUCKconverter；soft-switching；coupledinductor；zero·current-switching；wirelesspowertransmissionO引言电压关断。在导通时，开关管S．的磁耦合谐振式无线电能传输技术是一种新型的电能传输技电流通和厶，这样由于术，比传统的直接接触式电能传输更加灵活、安全、可靠。磁耦合和L延缓了电流i上升速谐振式无线电能传输系统主电路包括二极管不控整流，直流斩度，电压下降，而电流上升速波，全桥逆变，线圈耦合谐振，输出整流。其中

6、采用直流斩波调节度慢，可以实现零电流开通，传输功率，但传统的直流斩波中功率器件大多工作在硬开关状降低了开通损耗；在关断时态，开关损耗比较大，降低了系统效率。图1带耦合电感的刻，电容c两端有电压，软开关技术可以有效降低开关损耗，提高电路效率，提高频BUCK软开关电路此时电容续流，开始放电，率，使电路向体积小、重量轻、效率高、功率密度大的方向发展⋯。下降，实现了零电压关断。最常见实现软开关的方法是增加谐振元件，构成辅助换流网络，在开关过程前后引入谐振过程。文献[4]提出并研究了一1．2BUCK电路工作原理分析种新型的带耦合电感的BUCK软开关变换器，

7、可以不加辅助开关电路的工作过程可实现软开关，不仅简化了电路，而且控制也更加简单，能有效降低分为6个。图2给出了]，l成本，但在开通时，对电容直接充电，产生较大冲击电流，产生较各个工作模态的主要电—^—：：大损耗而且容易损坏器件，本文在此基础上分析了并提出了一种感和电容的工作波形，为l改进电路，串联了电感降低了冲击电流。了方便分析，假设：(1)jL一1．．．．一1主电路拓扑结构及工作原理所有开关管、二极管均为lI．．---理想器件；(2)耦合电感1．1BUCK拓扑结构广—一为理想状态，耦合系数为’Il--____-一～一，如图1的新型带耦合电感的软

8、开关BUCK变换器，增加了耦。。。‘121；(3)滤波电容C3足够‘——13合电感作为主电感，并增加小电感厶和厶与开关管串联，在开通，．