软开关技术softtechniqu

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1、第8章谐振开关型变换器--软开关技术（soft-switch）1现代电力电子的发展------高频化高频化带来的问题及解决方法Lσ=0开关开通、关断过程开通电流iT上升期：iT=Io/tri(7-1)关断电流iT下降期：iT=I0(1-t/tfi)(7-2)若认为vT在开通关断过程中也呈线性变化在则：（7-5）（7-6）Lσ=0开通和关断开关损耗线路电感Lσ≠0时开通、关断过程图7.11VT安全工作区Lσ=0时，开通轨迹ABC，关断轨迹CBALσ≠0时，开通轨迹AQEC，关断轨迹CBHPALσ改善了开通轨迹，恶化了关断轨迹安全工作区：VT

2、T×iT，功率限制线左下侧全控型开关的L-C-R-D复合缓冲器工作过程软开关的基本概念1、硬开关2.软开关及其优点减少电磁干扰减少开关损耗和发热软开关类型软开关技术及其基本思想（a）零电流型（b）零电压型两个应用实例零电压开关---准谐振电路（ZVS-QRC）谐振直流环（ResonantDClinkconverter）8谐振开关型变换器8.1硬开关、LC缓冲软开关和LC谐振零开关基本特性8.2谐振开关型变换器的类型8.3谐振开关型零电压开通（ZVS）变换器8.4谐振开关型零电流关断（ZCS）变换器8.5直流环节并联谐振型逆变器PRDCLI本章小结硬开关过程开通（A→B→C）：在vT=VD下i

3、T从0→Io，然后在iT=Io下vT从VD→0，Pon=vTiT大。关断（C→B→A）：在iT=Io下vT从0→VD，然后在vT=VD下iT从Io→0，Poff=vTiT大。8.1硬开关、LC缓冲软开关和LC谐振零开关基本特性图8.1(a)硬开关电路开关轨迹有LC缓冲器的软开关过程开通（A→Q→E→C）：LS使工作点从A→Q，在vT＝VQ

4、冲的软开关电路开关频率增加可提高变换器的功率密度，但硬开关变换器的开关损耗会成比例升高。LC缓冲器能降低开关器件的功耗，但其自身功耗使整个变换器的效率不一定能提高。零开关技术可消除开通关断损耗，是电力电子变换器高频化最理想的技术。8.1硬开关、LC缓冲软开关和LC谐振零开关基本特性（续2）LC谐振实现开关器件零电压开通和零电流关断t1时引发Lr、Cr谐振，t2时vT谐振至零，在t3时驱动T实现零电压开通。t6时引发Lr、Cr谐振，t7时iT谐振至零，在t8时切除驱动信号实现零电流关断。8.1硬开关、LC缓冲软开关和LC谐振零开关基本特性（续3）开关轨迹图8.2零电压开通、零电流关断时vT、i

5、T、rT零电压开通谐振变换器和零电流关断谐振变换器。脉冲宽度调制PWM谐振变换器和脉冲频率调制PFM谐振变换器。零开关谐振变换器和零转换谐振变换器。零开关谐振变换器零转换谐振变换器LC谐振环节中有辅助开关管或无辅助开关管。8.2谐振开关型变换器的类型8.3谐振开关型零电压开通（ZVS）变换器8.3.1零电压开通脉冲宽度调制（ZVSPWM）变换器工作原理8.3.2零电压开通脉冲频率调制（ZVSPFM）变换器工作原理8.3.1零电压开通脉冲宽度调制（ZVSPWM）变换器工作原理工作原理关断T2后引发LrCr谐振，使主开关管T1的电压vT=0。再对T1施加驱动信号实现T1的零电压开通。图8.4（a

6、）BuckDC/DCZVSPWM变换器电路图图8.1(a)硬开关电路主电路组成8.3.1零电压开通脉冲宽度调制（ZVSPWM）变换器工作原理（续1）在一个开关周期Ts中，该变换器有五种开关状态。开关状态1:T1关断，Cr充电开关状态2:D0，D2续流开关状态3:T2关断，Cr、Lr谐振开关状态4:T1零电压开通开关状态5:T2零电压开通图8.4（a）BuckDC/DCZVSPWM变换器电路图8.3.1零电压开通脉冲宽度调制（ZVSPWM）变换器工作原理（续2）开关状态1：t0

7、t1时VT1上升到VD，D0正偏导电，T1关断过程结束。8.3.1零电压开通脉冲宽度调制（ZVSPWM）变换器工作原理（续3）开关状态2：t1