开关损耗吸收回路.ppt

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1、开关损耗与吸收回路(缓冲网络)在硬开关电路的开关中，存在三种损耗：（1）开通时，由续流二极管的反向恢复电流引起的浪涌电流，会导致较大的导通损耗；（2）开通时，MOSFET的寄生结电容放电会引起损耗；　（3）关断时，MOSFET的结电容电压的快速增加，会导致较大的关断损耗。一、开关损耗(switchloss)的组成对感性负载对阻性负载开关功耗PS(switchingloss)通态功耗PON断态损耗POFF一般忽略驱动损耗PGATE根据不同器件确定吸收回路的损耗根据具体的吸收回路及其参数而定有电导调制

2、效应的器件Ic上升Uon不见得上升MOSFET、IGBT等压控器件的驱动损耗要小于电流型驱动器件VgsURtURPIRPUFtFt0t1t2trr=t2-t0二、二极管的关断损耗N-PIFUR,UF+D的损耗在高频下是重要的损耗IGBT逆变器中二极管的关断过程PN三、吸收回路1.RCDsnubber在关断时加吸收回路后抑制了器件两端电压的上升率，减小了关断损耗。1.RCDsnubberwithoutWithsnubber2.电容C1的计算关断时间关断时承受的最大电压3.电阻R1的计算电阻R1上的功耗通态时

3、间3.RCDsnubber的等效接法无源无损缓冲电路的结构原理针对硬开关电路的上述损耗构成，一个基本的无源无损缓冲电路一般都包含三个功能回路：　　（1）开通缓冲回路，通常是在主开关管上串联一个限流电感器L；　　（2）关断缓冲回路，通常是在主开关管上并联一个吸能电容器C；　　（3）馈能回路，通常是用一个隔离二极管将能量回馈给电源或负载。无源无损缓冲电路的三功能回路结构特点，虽然无法象有源软开关方案那样，在超前或滞后主开关的控制时序下吸收能量或供给能量，以创造出真正的ZVS或ZCS条件，但它通过将

4、开关期间的电压与电流波形错开，使二者的重叠面积最小，可以显著降低开关损耗。考虑到无源无损缓冲电路没有引入辅助有源器件，和其它软开关方案相比，它没有增加额外的辅助有源器件损耗，因此，在同样的开关损耗功率降低情况下，无源无损缓冲电路可以获得更高的效率提高.4.NondissipativesnubbersUIBoostconverterUIBuckconverterEnergy-recycleBoostconverter图2给出了这种技术的典型电路，这是一个AC／DC阶段的电路原理图，输入交流电经整流滤波后，成

5、为直流电压V1，再通过一个功率开关升压电路输出一个高电压VL。SWB是功率开关（大功率MOSFET管），它的导通与关断受控制电路控制。L1，C1，C2，D1，D2和D3构成了无损耗缓冲回路。假设C1＞＞C2，例如C1＝10C2。　　下面就该电路的工作状态进行分析。如图3所示，初始时刻通过二极管DB到负载的电流为IB，流过L1、D1、D2、D3、SWB以及C1的电流都为0。C2上的电压V2近似等于VL。在T0时刻开关SWB导通，其电流ISWB从0初值开始按公式（1）比例增长，而电压VS快速降为0。因此它的

6、导通功率损耗很低，从而实现了零电流导通（ZCS）。电流IDB线性下降，在T1时刻降为0后继续下降，直到在T2时刻等于二极管反向恢复电流达IR时DB关断。此时D2导通，电压V1，V2和V3开始下降，C2开始放电，放电电流等于IB－IL1，电压趋向于0，而L1上的电流增加。到T3时刻，V1减小为零。由于电容C1在T2～T3这一时期储存有能量，使得电压V2和V3仍然是正值。在T3～T4期间，L1上的电压变为负值，电流IL1开始减小，然而通过C1和C2的电流仍然等于IB－IL1。T4时刻，C2上的电压V2过0点，

7、存储在C2中的能量已全部通过D2传输到C1。这时D1导通，V2被钳位于零电位（忽略SWB前后电压和D1、D2电压压降）。在T4～T5期间，L1、C1出现了一个1／4周期的谐振，L1储存过剩能量。由于DB的反向恢复电流和C2的放电电流都传输到C1，   可以看出因为有C2的能量传输，即使IR＝0，VE（V1（T5））仍然有正值，确保L1在关断期间有一个复位。在T5时刻，IL1＝IB，电流停止通过D1、D2传输到C1，V1从－VE变为0，V3从0变为VE。T6时刻，SWB关断。电流经L1、D1流向C2，SW

8、B上的电压从0初值依照公式（4）线性增加，而电流迅速降为0，因此它的关断功率损耗很低。这就实现了零电压关断（ZVS）。在T7～T8时间段，D2和D3前向偏置，钳位开关电压为输出电压VL。L1、C1又出现一个1／4周期的谐振。L1上的电压最初是－VE，其电流从IB开始下降；C1释放电能，释放电流为IL1－IB。在T8时刻，D1和D2关断；而C1继续通过D3释放电流直至其电压为0。最终DB前向偏置，L1和C1复位，电路开始新一轮循