基于软开关boost变换器研究

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1、第44卷第1O期电力电子技术V01．44．No．102010年l0月PowerElectronicsOetober20lO基于软开关的Boost变换器的研究付光杰，冉璇，邢建华(1．东北石油大学，电气信息工程学院，黑龙江大庆163318；2．渤海石油装备制造有限公司，天津300457)摘要：设计了一种新型零电流脉宽调制(ZVS．PWM)Boost变换器，其中主开关管和辅助开关管均实现了零电流开通和关断，无源功率器件均实现了零电压开通和关断，减小了传统Boost变换器在开通和关断时出现的开关损耗以及主开关

2、管的电流应力，提高了变换器的效率。该变换器适用于使用绝缘栅双极晶体管的中大功率场合。主要分析了变换器的主电路工作原理，并设计了一个工作频率为30kHz，输入输出电压为220V／400V的Boost变换器，实验证明该设计可行。关键词：变换器；软开关；脉宽调制；零电流中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：IO00-100X(2010)10-0057-02OptimalResearchofaBoostConverterBasedonSoftSwitchingFUGuang-jie，RANXuan，XIN

3、GJian—hua(1．NortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China；2．EquipmentManufacturingCo．，Ltd．，Tianfin300457，China)Abstract：Anovelzerocurrentswitching(ZCS)pulsewidthmodulated(PWM)Boostconverterisdesigned，themainswitchandauxiliaryswitchoperateatZCSturnonand

4、turnofandZCSofallthepassivesemiconductordevices．ThenovelBoostconverterreducestheswitchinglossesandthecurentstressofthemainswitchareminimized，whichim—provestheefficiencyoftheeonve~er．Thisconve~erissuitableforthehigh—powerapplicationsemployinginsulatedgate

5、bipolartransistors．Thispapermainlyanalyzesthemaincircuitoperation．Anoperating~equencyis30kHzand220V／400VBoosteonve~erisdesigned．Theexperimentalresultsprovethevalidityofthedesign．Keywords：Boostconverter；softswitching；pulsewidthmodulation；zerocurrentswitch

6、ing1引言里对主电路的结构进行调整，将与两开关管串联的谐振电感用一个电感代替，并将其放于续流支开关电源技术运用功率变换器进行电能变路，从而简化了电路，有效减小了变换器的通态损换。经过变换的电能可满足各种用电要求。开关电耗和主开关的电流应力。分析了电路的工作原理，源的其高效节能可带来巨大经济效益，故而引起并通过实验验证了其可行性。广泛关注并得到迅速推广。Boost电路作为一种基本功率变换器已广泛应2工作原理用在各种电源设计中[11。传统的Boost变换器都工2．1主电路拓扑作在硬开关状态下，为此各国学者

7、进行了许多研图1示出设计的新型ZCS—PWMBoost变换究，提出了多种软开关解决方案r2_。这些方案均器，它由主开关管VS，辅助开关管Vs，以及3个试图降低功率开关管和功率二极管的损耗．并通二极管VD～VD，1个谐振电感及1个谐振电过附加由辅助电感、辅助开关等组成的辅助支路容组成，起到将能量传输到负载的作用。通过来达到这一目的。然而这些方案均存在不足。如在传输的能量占总负载能量的比例很小，流过它的文献[4]中，由于两个谐振电感分别与主开关管、电流平均值也很小。辅助开关管串联，损耗较大且结构复杂。对此，

8、这定稿日期：2010—05—31作者简介：付光杰(1962一)，女，黑龙江龙江人，博士，教授，研究方向为电力电子技术理论与应用。图1新型ZCS．PWMBoost变换器57第44卷第10期电力电子技术Vo1．44．No．102010年10月PowerElectronicsOctober20102．2工作原理分析刻it!()达到，该状态结束。it~(t)，M凸()表示为：为便于分析，作如下假设『51：①变换器工作已(￡)=Uosinto(t-t