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兩種PWM變換器無(wú)源軟開(kāi)關(guān)方法的比較分析
作者：
時(shí)間：2012-02-14
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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3 最小電壓應力和無(wú)最小電壓應力無(wú)源軟開(kāi)關(guān)方法
文獻[5][6]概括地提出將無(wú)源軟開(kāi)關(guān)方法按電路結構與特性的基本差異用一般化方法歸結于兩組基本電路元胞。一組為使電子開(kāi)關(guān)上保持與硬開(kāi)關(guān)變換器同樣電壓應力的稱(chēng)為最小電壓應力（MVS）電路元胞,另一組為允許電子開(kāi)關(guān)上有較高電壓但無(wú)約束條件的稱(chēng)為無(wú)最小電壓應力(non-MVS)電路元胞。見(jiàn)表1。這些電路元胞適當地附加在基本的硬開(kāi)關(guān)DC/DC變換器中可實(shí)現無(wú)源軟開(kāi)關(guān)。在元胞5、6中，MOSFET為主電路開(kāi)關(guān)管，也可用IGBT等其他類(lèi)型的開(kāi)關(guān)管代替。
3.1 MVS電路元胞軟開(kāi)關(guān)方法
在分析之前作如下假設：升壓電感L足夠大，在整個(gè)工作周期中，IL為恒定值I。元胞1附加在Boost上的等效電路如圖4所示。
在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷穩態(tài)時(shí)，Lr上的電流為I；S開(kāi)通時(shí)，由于ILr不能突變，S上的電流從零開(kāi)始增加，實(shí)現了零電流開(kāi)通。開(kāi)通后Cr 與Lr、Cs諧振，使Cr上的電壓復位在-V，S關(guān)斷時(shí)承受的電壓為VCr與輸出電壓V之和為零，由于VCr不能突變，所以S實(shí)現了零電壓關(guān)斷。在整個(gè)開(kāi)關(guān)周期中，S承受的最大電壓應力與普通硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)相同為V，故稱(chēng)為最小電壓應力（MVS）。
元胞1附加在Boost電路中的具體工作過(guò)程可參見(jiàn)文獻[5]。該電路參數的選擇應該注意如下問(wèn)題：
第一，在Cr置位階段（VCr回到零）中，Cr繼續充電，但是如果電流太小，將達不到實(shí)現軟開(kāi)關(guān)所需要的電壓。這是由于有個(gè)感應的正電壓加在Lr上，它開(kāi)始導通，如果Lr上的電流在VCr回到零之前達到I，那么輸入電流I將不會(huì )全部流過(guò)Lr，這樣，階段5c、5d、5e繼續，零電流開(kāi)通失敗。為保證零電流開(kāi)通，須滿(mǎn)足：
這樣，在設計中，Cr和Cs的比值受到了限制，x取值一般在0.1左右。
第二，如果式（2）得到滿(mǎn)足，進(jìn)入Lr置位階段（ILr回到I），由于Ds2和Ds1導通，Cs與Lr并聯(lián)，Cs中的能量用來(lái)使Lr中的電流達到I，以實(shí)現零電流開(kāi)通，這樣就有：
為留裕量，I取Imax。同樣， Lr 和Cr的比值也受到了一定的限制。
3.2 non-MVS電路元胞軟開(kāi)關(guān)方法
電路元胞3只是在元胞1的基礎上加了一個(gè)電感Ls，為更直接比較MVS電路元胞與non-MVS電路元胞的差異，將元胞3附加Boost電路上進(jìn)行比較分析。見(jiàn)圖5。
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