一种新型软开关BUCK变换器.pdf

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1、2014牟第6期文章编号：1009—2552(2014)06—0001—03中图分类号：TN86文献标识码：A一种新型软开关BUCK变换器金爱娟，陈健霖，李少龙(1．上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海2oo093；2．上海现代光学系统重点实验室，上海200093)摘要：根据传统硬开关电源引起的不良影响，提出了一种新型软开关BUCK变换器，使得高低桥MOSFET管都能在不管是轻负载或者重负载情况下达到ZVS状态。在连续导电模式(CCM)和高负载电流情况下，上桥MOSFET管开通，下桥MOSFET管侧的二极管在死区时间内导电，这样就造成

2、了上桥MOSFET管的开关损耗。新型软开关BUCK变换器在传统BUCK变换器的基础上加入了电感和电容，在外加电感电容的情况下，在CCM下的死区时间内的电感电流可以有效地从下桥二极管整流到上桥二极管中。根据仿真结果和工作模式分析验证其性能。关键词：软开关；BUCK；ZVSAnewtypeofsoft·switchingbuckconverterJINAi-juan’．CHENJian．1in，LIShao．1ong’(1．SchoolofOptical·ElectricalandComputerEngineering，Universityof

3、ShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China；2．ShanghaiKeyLabofModernOpticalSystem，Shanghai200093，China)Abstract：Accordingtotheadverseeffectscausedbytraditionalhardswitchingpowersupply．Thispaperputsforwardanewtypeofsoftswitchbuckconverter，makesMOSFETtubecanachieveZ

4、VSconditionunderthelightornoload，aswellasfu11loadconditions．Incontinuousconductionmode(CCM)orhighloadcurrentcase，thebridgeofthehi【ghsideMOSFETopen，diodeoflowsideMOSFETconductindeadtime，thuscausedthehighsideMOSFETswitchloss．Proposedsoft—switchingbuckconverterconsistsofthead

5、ditionalinductanceandcapacitanceonthebasisofconventionalbuckconverter，theinductorcurentinCCMcanbeeffectivelycommutatedfromthelowsidebodydiodetothehighsidebodydiodeofthetWOMOSFETsduringthedeadtime．Accordingtothesimulationresultsandtheworkingmodemsverifyitsperformance．Keywor

6、ds：soft—switching；buck；ZVS0引言准谐振电路和PWM电路的组合电路来克服硬开关在高频电路中的缺点。在准谐振电路中，开关管会现如今开关电源已经被广泛应用于各个行业，达到ZVS，但其承受的高电压或电流也随着负载的如：家用电器、公司工业和航空航海。以前传统的硬变化而转移。根据该电路的弊端，提出一种新型软开关电源因为电路拓扑简单，控制策略简洁等优势开关BUCK变换器，软开关BUCK转换器由常见的得到广泛应用。然而，硬开关电源也有着不符合当传统BUCK转换器和额加的电感及电容组成。通过今应用的缺点：功率半导体器件开通与关断时损

7、耗添加电感和电容，电感电流在连续电流模式(CCM)较大；其电流、电压应力大；电压尖峰和浪涌电流产生的EMI较大。这些因素严重影响着硬开关电源收稿日期：2013—09—27的往高频化发展，也限制了其在高电压和大功率场基金项目：国家自然科学基金面上项目(61074016)；上海市教育委员会科研创新项目(09YZ214)合的应用。为解决这一问题，近年来国内外提出了作者简介：金爱娟(1972一)，女，博士，副教授，研究方向为电力电许多有关软开关技术的设计。文献[1—2]提出由子非线性及控制。或者高负载情况下，可以有效地从下桥二极管切换阶段，如图3所

8、示。到上桥二极管。详细分析和研究了新型软开关IBUCK变换器的操作模式、包括方程和实验结果。-结果显示，在任何负载状态下，提出的拓扑结构可以●有效地使上下桥MOSFET管处于零电