开关电源08、课件_软开关.pptVIP

§1 相平面分析法 §1 相平面分析法 典型二阶电路 ——电路中只有电压源 §1 相平面分析法 §1 相平面分析法 典型二阶电路 ——电路中只有电流源 §1 相平面分析法 典型二阶电路 ——电路中电压源与电流源同时存在 §1 相平面分析法 相平面分析法举例－电容充电电路 (初始条件为零) 总结：相平面分析法是以电容电压为为x轴，以电感电流为y轴，分析电路中电压和电流变化的关系的一种分析方法。它是分析谐振电路，进而也是分析软开关电路工作过程的一种十分有效的方法。 §3 软开关简介 谐振开关 给开关器件串联电感或者并联电容等谐振器件，通过谐振电路的作用，使开关管导通或关断时电压或电流为零，使得开通损耗或关断损耗接近为零。 谐振开关分类： 零电流谐振开关(ZCS) 零电压谐振开关(ZVS) §3 软开关简介 谐振开关原理图 §3 软开关简介 软开关技术的发展过程(按谐振方式来分) §4 准谐振变换器 准谐振变换器(QRCs, quasi-resonant-converters): 80年代提出的一类变换器，根据谐振方式的不同，准谐振变换器可以分为： 零电流开关准谐振变换器（ZCS QRCs） 零电压开关准谐振变换器（ZVS QRCs） 4.1 零电流开关准谐振变换器 Buck ZCS QRCs工作原理 ： 由于有谐振电感Lr的作用，开关Tp闭合为开关管零电流开通；Tp导通后，谐振电感和谐振电容谐振，当Lr中的电流为零时，将开关Tp断开，从而实现开关管的零电流关断。 4.1零电流开关准谐振变换器 Buck ZCS QRCs初始状态： Tp 关断，Io通过二极管D续流 ，电容Cr上的电压为零，电感中电流为零。在t0时刻，Tp导通。 4.1零电流开关准谐振变换器 4.1零电流开关准谐振变换器 4.1零电流开关准谐振变换器 缺点： 和普通的Buck型DC－DC变换器相比，ZCS QRCs 中流过开关管的电流峰值增加较大，从而增加了开关管的电流应力。 开关管开关时的电压变换率dv/dt会造成很大的电磁 干扰 。 4.1零电流开关准谐振变换器 ZCS QRCs变换器的推广 4.1零电流开关准谐振变换器 ZCS QRCs变换器的推广 4.1零电流开关准谐振变换器 ZCS QRCs变换器的推广 4.1零电流开关准谐振变换器 ZCS QRCs变换器的推广 4.2零电压开关准谐振变换器 零电流开关准谐振变换器的对偶电路：零电压开关准谐振变换器（ZVS-QRCs）。仍以Buck型直流变换器为例，将常规Buck变换器中的开关用零电压谐振开关代替后，就可以得到了零电压开关准谐振Buck变换器 。 4.2零电压开关准谐振变换器 Buck ZVS QRCs工作原理 ： Tp导通后，在任意时刻其两端电压可近似视为零，此时关断Tp，可以实现开关管的零电压关断。由于有谐振的作用，当谐振电容Cr 中两端电压为零时，开关Tp闭合，从而实现开关管零电压开通。 2.2零电压开关准谐振变换器 4.2零电压开关准谐振变换器 假设初始状态t0时刻之前，开关Tp处于导通状态，全部输出电流Io从开关管Tp上流过，电感中电流为Io，续流二极管D因为反偏处于截止状态，电容Cr上的电压被开关管Tp钳位为零； 开关状态1[t0,t1] 在时刻t0，开关管Tp关断，谐振电感Lr电流向谐振电容Cr恒流充电，uCr线性上升。这一阶段在相 平面图中，对应于从(Io,0)开始、平行于u轴的一段直线。 这段时间段内有： 4.2零电压开关准谐振变换器 4.2零电压开关准谐振变换器 4.2零电压开关准谐振变换器 4.2零电压开关准谐振变换器 4.2零电压开关准谐振变换器 缺点 在其谐振回路中，续流二极管D和Lr是串联的，当Lr中电流减 小到0时，Tp导通，其电压立即从0上升到了输入电压E，此时 D的结电容容易和Lr产生振荡，也就是说开关管实现了ZVS， 但是D的开关条件并不好 。 零电压开关准谐振变换器 ZVS QRCs变换器的推广 零电压开关准谐振变换器 ZVS QRCs变换器的推广 零电压开关准谐振变换器 ZVS QRCs变换器的推广 零电压开关准谐振变换器 ZVS QRCs变换器的推广 补充：ZCS-PWM软开关技术 ZCS-PWM是把ZCS和PWM控制相结合，其代价是在ZCS的谐振电容上串联一个辅助开关，这样，在一个周期的一段时间内，电路运行在谐振状态下，而另一段时间电路运行在PWM状态。 ZCS-PWM软开关技术 初始时刻开关和辅助开关都处于关断状态，