5-32软开关电路的分类 零电流开关准谐振电路(Zero- Current-Swit ching Quasi Resonant Converter--ZCS QRC) 零电压开关多谐振电路( Zero-Voltage-Switching Multi- Resonant Converter--ZVS MRC) 用于逆变器的谐振直流环节( Resonant DC link)。 也特点 谐振电压峰值很高,要求器件耐压必须提高; 谐振电流有效值很大,电路中存在大量无功功率的交换,电 路导通损耗加大; 谐振周期随输入电压、负载变化而改变,因此电路只能采用 脉冲频率调制( Pulse Frequency Modulation--PFM)方式 来控制
–零电流开关准谐振电路(Zero-Current-Switching QuasiResonant Converter—ZCS QRC）； –零电压开关多谐振电路(Zero-Voltage-Switching MultiResonant Converter—ZVS MRC）； –用于逆变器的谐振直流环节(Resonant DC Link）。 特点： –谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高； –谐振电流有效值很大，电路中存在大量无功功率的交换，电 路导通损耗加大； –谐振周期随输入电压、负载变化而改变，因此电路只能采用 脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation—PFM）方式 来控制。 5－3.2 软开关电路的分类
5-32软开关电路的分类 2.零开关PWM电路 ◇引入了辅助开关来控制谐振的开始时刻,使谐振仅发生于开关过 程前后。 零开关PWM电路可以分为 零电压开关PWM电路( Zero-Voltage-Switching PWM Converter--ZVS PWM) 零电流开关PWM电路(Zero- Current-Swit ching PWM Converter--ZCS PWM) 图5-3零开关PWM电路的基本开关单元 a)零电压开关PWM电路的基本开关单元 b)零电流开关PWM电路的基本开关单元 妆特点 (显示放大图) 电压和电流基本上是方波,只是上升沿和下降沿较缓,开关 承受的电压明显降低; 电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式
2． 零开关PWM电路 ❖ 引入了辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过 程前后。 ❖ 零开关PWM电路可以分为： –零 电 压 开 关 PWM 电 路 （ Zero-Voltage-Switching PWM Converter—ZVSPWM）； –零电流开关PWM电路（Zero-Current-Switching PWM Converter—ZCS PWM）。 特点： –电压和电流基本上是方波，只是上升沿和下降沿较缓，开关 承受的电压明显降低； –电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式。 S Lr Cr VD L S1 S VD Lr L Cr S1 a) b) 图5-3 零开关PWM电路的基本开关单元 a）零电压开关PWM电路的基本开关单元 b）零电流开关PWM电路的基本开关单元 （显示放大图） 5－3.2 软开关电路的分类
5-32软开关电路的分类 3.零转换PWM电路 ◇采用辅助开关控制谐振的开始时刻,但谐振电路是与主开关并联的。 零转换PWM电路可以分为 零电压转换PWM电路( Zero-Voltage- Transition PWM Converter--ZVTPWM 零电流转换PWM电路( Zero-Current Transition PWM Converter- ZVTPWN)。 图5-6零转换PWM电路的基本开关单元 a)零电压转换PWM电路的基本开关单元 b)零电流转换PWM电路的基本开关单元 太VD ☆特点: (显示放大图) 电路在很宽的输入电压范围内和从零负载到满载都能工作在软开关 状态。 电路中无功功率的交换被削减到最小,这使得电路效率有了进一步 提高
3． 零转换PWM电路 ❖ 采用辅助开关控制谐振的开始时刻，但谐振电路是与主开关并联的。 ❖ 零转换PWM电路可以分为： –零 电 压 转 换 PWM 电 路 （ Zero-Voltage-Transition PWM Converter—ZVTPWM）； –零 电 流 转 换 PWM 电 路 （ Zero-Current Transition PWM Converter—ZVTPWM）。 ❖ 特点： –电路在很宽的输入电压范围内和从零负载到满载都能工作在软开关 状态。 –电路中无功功率的交换被削减到最小，这使得电路效率有了进一步 提高。 S Lr VD L S1 Cr VD1 Lr Cr S1 S VD VD 1 L a) b) 图 5-6 零转换PWM电路的基本开关单元 a）零电压转换PWM电路的基本开关单元 b）零电流转换PWM电路的基本开关单元 （显示放大图） 5－3.2 软开关电路的分类
5-33.1零电压开关准谐振电路 L L VD本 C R 图5-7零电压开关准 t1l23l456 谐振电路原理图 (显示放大图) 图78零电压开关准谐振 电路的理想化波形 (显示放大图)
5－3.3.1 零电压开关准谐振电路 Ui Cr S VDS Lr VD L C A R 图5-7 零电压开关准 谐振电路原理图 （显示放大图） S uS (uCr ) i S i Lr uVD t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 6 t 0 t t t t t t 5 O O O O O 图7-8 零电压开关准谐振 电路的理想化波形 （显示放大图）
5-33.1零电压开关准谐振电路 令工作原理 6~千时段:右时刻之前,开关S为通态,二极管∨D为断态 UC=o, i=lL 6时刻S关断,与其并联的电容C使S关断后电压上升减缓,因 此S的关断损耗减小。S关断后,VD尚未导通。电感4+∠向 充电,Ua线性上升,同时VD两端电压Uo逐渐下降,直到 时刻,认D=0,VD导通。这一时段Ua的上升率 d t 图5-9零电压开关准谐振电路在-+时段 等效电路(显示放大图)
❖ 工作原理 – t0~t1时段：t0时刻之前，开关S为通态，二极管VD为断态， uCr=0，i Lr=IL –t0时刻S关断，与其并联的电容Cr使S关断后电压上升减缓，因 此S的关断损耗减小。S关断后，VD尚未导通。电感Lr +L向Cr 充电， uCr线性上升，同时VD两端电压uVD逐渐下降，直到t1 时刻，uVD =0，VD导通。这一时段uCr的上升率： （7-1） Cr Ui + uCr I L A 图5-9 零电压开关准谐振电路在t 0 ~t 1时段 等效电路（显示放大图） r r d d C I t uC L = 5－3.3.1 零电压开关准谐振电路