谐振直直变换器.pptVIP

多谐振变换器PWM变换器变换成为MRC的方法：零电压型：在有源开关旁并一个电容；在整流二极管旁并一个电容；在开关管与二极管回路间插入一个电感；零电流型：在有源开关中串入一个电感；在整流二极管中串入一个电感；在开关管与二极管回路间并入一个电容器。多谐振变换器指在一个开关周期内有多种谐振拓扑。多谐振开关分零电流与零电压种。用多谐振开关代替基本变换器中的PWM开关即得到相应的ZCS－MRC或ZVS－MRC。ZVS－MRC工作过程分析以BUCK型ZVS－MRC电路为例。电路的一个完整的周期可以分为四种基本的工作模式：模式1：开关S在零电压下导通，电感电流小于负载电流，续流管导通续流。其上流过的电流为负载电流与电感电流之差。模式2（谐振拓扑模式1）：当电感电流上升到负载电流后，续流二极管D断开，L与C2开始谐振。该模式到开关S断开时结束。在这段时期，电感电流在输入电压的作用下线性上升。称电感充电模式。电感电流等于负载电流此模式结束。模式4（谐振拓扑模式3)：此时开关S仍然关断、续流二极管导通将电容C2短路，只有电容C1与L谐振。直到开关S两端电压为零时，S再次导通，电路重新回到电感充电模式，电路工作模式循环。模式3（谐振拓扑模式2)：当开关S在零电压条件下（C作用）关断后，L、C1、C2共同谐振。由于电容C1的加入，谐振频率发生了变化(由于C1上的电压原因，DS不能导通)。当C2上的电压为零时续流管导通，该模式结束。ZVS－MRC的主要特点ZVS－MRC的输出电压的调节也是通过调节开关频率来实现的。它的输出调节特性优于ZVS－QRC。由于电路考虑了开关与整流二极管的结寄生电容的影响，二者都能在良好的条件下完成开关动作。ZVS－MRC的另一个主要优点是在负载变化较大时开关管承受的电压应力较低。可以选用结电容较大的整流二极管。其主要缺点是开关的电流应力较大。01040203与ZVS－MRC相对应的有ZCS－MRC（零电流多谐振开关变换器）。可以用与之对偶的方法进行分析。但由于零电流多谐振开关未将开关寄生电容纳入谐振，限制了其高频应用。零电流开关／零电压开关－PWM变换器ZCS/ZVS－PWM变换器是PWM电路与QRC电路的结合，它既可以像QRC电路那样为主功率开关管创造零电流、零电压开关条件，又可以像常规PWM电路一样，通过恒频占空比调制来调节输出电压。为实现PWM控制，必须要能将QRC电路中的谐振过程阻断。阻断振荡有两种方法：用一个辅助开关与QRC电路中的谐振电容串联，称为串联模式；另一种方法是用一个辅助开关与QRC电路中的谐振电感相并联，称并联模式。ZCS一PWM变换器图示一个Buck型ZCS一PWM变换电路。该电路在谐振电容上串联了一个功率开关S2及其反并联的二极管，它属于串联模式。ZCS一PWM变换器共有6个基本工作模式。初始情况是S1S2均断开，续流管续流。模式1：电感线性充电模式。主管S1导通，电感上的电压为电源电压，于是电感电流线性上升。当电感电流达到负载电流时续流二极管关断，该模式结束。模式2：谐振模式。当续流二极管关断后，谐振电容与电感产生串联谐振。谐振电流经S2的二极管流动，电容电压升高。当电感电流回落到负载电流时，电容电压达到2倍电源电压。由于S2中D的单向性，电容电压保持不变，D截止。模式3：电感恒流模式。若S2不导通，负载电流经电感L流动，电源为负载供电。这是PWM模式。模式5：电容恒流放电。此时，电容为负载供电。负载电流经C流动，电容电压线性下降。当电容电压为零后，续流管导通续流。模式4：谐振模式。当导通S2时，电容经电感反向振荡。振荡使流过S1中的电流变小并最终到零，然后电流经S1中的二极管流过，给S1创造零电流关断条件。同时C中的储能被反馈回直流电源。当电容电流回落到负载电流时S1中的D断开，该模式结束。S1必须在其二极管停止导电前关断。从以上分析知，拓扑模式1、2、4、5与ZCS－QRC完全相同，而拓扑模式3、6则是标准的PWM运行模式。所以，这种变换器称为ZCS－PWM。ZCS一PWM变换器的主要特点：变换器输出电压可由调节占空比来进行控制。主管零电流关断条件与QRC相同。主管电流应力大，整流管子的电压应力大。由于谐振电感在主功率电路上，所以ZCS条件与电源电压、负载状态有关。模式6：续流模式。续流二极管