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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 ) 收藏
　電路分析之前的假設與2.1相同，且它們實(shí)現零電流開(kāi)通和零電壓關(guān)斷的原理也相同。其具體工作過(guò)程可參見(jiàn)文獻[6]。

　　在設計參數中與MVS的一個(gè)重要不同之處是Cs的取值要遠大于Cr，在這里將一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內Cs上的電壓視為恒定值Vr。

　　non-MVS電路元胞無(wú)源軟開(kāi)關(guān)電路中，主開(kāi)關(guān)管在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內承受的最大電壓應力：　

　　　　　　　　　　　　　　　 Vs=V+Vr　　　　　　 （7）

　　其中Vr就是較硬開(kāi)關(guān)所增加的電壓應力，故成為無(wú)最小電壓應力（non-MVS）。其值一般在V/10到V/2之間，具體可用下式表示：


　　同時(shí)，在該電路中，沒(méi)有Lr/Cr的限制，并且一部分電流從Ls中流過(guò)，減小了部分電壓應力。

3. 3 MVS與non-MVS電路元胞的比較
　　
　　MVS電路元胞不會(huì )增加主開(kāi)關(guān)管的電壓應力，所用無(wú)源器件較少，但在設計中Lr、Cr以及Cs、Cr的比值要受到限制，這也限制了占空比的變化范圍；non-MVS電路元胞增加了主開(kāi)關(guān)管的電壓應力，但也減小了一部分電流應力，所用無(wú)源器件比MVS電路元胞多一個(gè)，而在設計中不會(huì )受到Lr、Cr比值的限制，因此它的占空比變化范圍更大；同時(shí)，在相同Lr、Cr值時(shí)，non-MVS能達到更高的效率及更低的EMI。在輸入電壓為100V、輸出電壓為250V、輸出功率均為750W時(shí)，它們的一些特性參數比較見(jiàn)表2。


4　最簡(jiǎn)拓撲電路與MVS、non-MVS電路元胞的比較

　　從表2中也可以看出 ,MVS和non-MVS電路元胞比最簡(jiǎn)拓撲電路分別多用了1個(gè)和2個(gè)器件，饋能需要至少兩次的能量轉移,開(kāi)通、關(guān)斷緩沖與饋能過(guò)程互不獨立,電路較復雜,一個(gè)開(kāi)關(guān)周期中要分八個(gè)工作階段才能完成緩沖與饋能。能量轉移與功率損耗相關(guān),工作階段多意味著(zhù)緩沖電路元件設計參數復雜、優(yōu)化比較困難[5][6]。 但MVS、non-MVS電路元胞的占空比得到了較大擴展，能適應較大范圍的輸入電壓和輸出負載變化，輸出功率也提高了很多。因此，在功率等級較大和對穩定性有一定要求的場(chǎng)合， MVS和non-MVS電路元胞無(wú)源軟開(kāi)關(guān)方法應該是更為理想的選擇。

4.　結語(yǔ)
　　
　　本文介紹了兩種通過(guò)附加無(wú)源器件來(lái)實(shí)現PWM變換器無(wú)源軟開(kāi)關(guān)的方法，其中前者強調了附加電路是否最簡(jiǎn)，而后者則根據是否增加主開(kāi)關(guān)管的電壓應力又分為兩類(lèi)。并通過(guò)兩種方法的比較分析，得出了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用的場(chǎng)合。
PWM變換器的無(wú)源軟開(kāi)關(guān)顯示了很多的優(yōu)越性，在中小功率場(chǎng)合，它將占有一席之地。


參考文獻

[1] R. Streit and D Tollik, “High efficiency telecom rectifier using a novel soft-switched boost-based input current shaper,” in IEEE Intelec Conf. Rec.,1991,pp. 72726.

[2] G.Hua,C.Leu,Y.Jiang, and F.Lee,“Novel zero-voltage switch-transition PWM converters”, IEEE Trans. Power Electron., vo1.9, pp. 213-219,Mar.1994.

[3] K.Mark Smith, Jr., and K.M. Smedley,“A comparing of voltage-mode soft-switching methods for PWM converters,” in IEEE Trans. Power Electron.,v01.12, N0.2, March 1997,pp.376-386.

[4] 林周布.一種具有最簡(jiǎn)拓撲的無(wú)源軟開(kāi)關(guān)新技術(shù)., 電工技術(shù)學(xué)報，2002，17（2）65-70

[5] K.Mark Smith, Jr., and K.M. Smedley,‘‘Engineering design of lossless passive soft switching methods for PWM converters-Part I：with minimum voltage stress circuit cells” in IEEE Trans. Power Electron., Vo1.16 No.3, pp.　336-344. MAY 2001　　　　　　　　　

[6] K.Mark Smith, Jr., and K.M.Smedley, “Engineering design of lossless passive soft switching methods for P W M converters-Part II: non-minimum voltage stress circuit cells” in IEEE, 1998.pp.669-674.

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