无源软开关三电平Buck／Boost电路-世纪电源网.PDF

维普资讯 第42卷第 1期 兰州大学学报 (自然科学版) Vbl_42NO．1 2006年 2月 JournalofLanzhouUniversity(NaturalSciences) Feb．2006 文章编号：0455-2059(2006)01-0115-05 无源软开关三电平Buck／Boost电路 刘振来 ，邓 焰。，何湘宁。，昊洪洋 (1．河西学院物理系，甘肃 张掖 734000；2．浙江大学 电力 电子技术研究所，浙江 杭州 310027) 摘 要：为了提高系统的效率，且不增加控制的复杂性，将一种无原理性过压的无源无损吸收电路单元 引入该电路．文中详细地介绍了Buck／Boost电路的三电平无源无损软开关电路的原理和工作过程，给 出了相应的设计要点，并进行了仿真研究，所有功率器件均工作在软开关状态． 关键词：多电平Buck／Boost变换器；无源无损吸收单元；软开关 中图分类号：TM464 文献标识码：A 近年来，人们对 电力电子装置的电压等级和 所 以在三电平电路的控制 中，必须考虑输入、输出 功率等级的要求不断提高，多电平变换器作为顺 电压大小及中点电压平衡这三个附加条件．根据 应这一潮流的一种解决方案，正受到越来越多的 输入输出电的大小，将三电平 电路的T作区域分 关注．众所周知，高频化一直是电力电子学追求的 为两部分． 目标，伴随着高频化，功率器件的开关损耗和电磁 1．1 占空比D 0．5fVi 1，r0) 干扰问题成为 日益突出的矛盾，由此软开关技术 在 中点电压平衡情况下，这意味着 电容C1 应运而生，它成为降低开关损耗，提高系统效率， 和 ， 和 的端 电压 和 ， 和 分别在 改善电磁干扰，提高系统可靠性的一个重要手段． 某个 电压值附近变化，只有工作模式 “11”可以用 为改善高频工作条件下三电平Buck／Boost电路的 来增加 电感 电流，而减小 电感 电流可 以有两种 效率和 电磁干扰问题，适用于单端变换器的最小 选择，O“1”和 “1O”，但它们对 中点电压的作用是不 电压应力无源无损软开关吸收单元应用于该电路， 同的，0“1”模式对 充 电， 放 电，中点电压上 在实现三电平功能的同时，改善了功率开关器件 升；“10”模式对C1放 电， 充 电，中点电压下降． 的工作状态，提高了系统的效率． 至于工作模式 0“0”，它虽然可 以用来减小 电感 电 1 三 电平 电路 的原理 1【] 流，但它不符合三 电平变换器工作模式切换的原 则，即同一时刻，不能有两个开关 同时动作，即 三 电平 电路 的主 电路如 图1所示．为分析方 不能有 “11”一 O“0”的情况，所 以在D 0．5时，不使 便，这里以0“”和 “1”分别表示开关器件的关断和开 用 “00”工作模式． 1．2 D0．5(VlVo) 同理只有工作模式 O“0”可 以用来减小 电感电 流，而增加 电感 电流可以有两种选择，“01”和 “10”， 它们对 中点 电压 的作用是不 同的， 0“1”模 式 对 充电， 放 电，中点电压上升；“l0”模式对C1 图 1三电平主电路结构 放 电， 充 电，中点电压下降．基于同样的原因， Fig．1Three—levelBuck／Boosttopology 工作模式 “1l”在D