谐振与负载电流全解耦的零电压转换Buck电路

发布时间：2021-03-26 21:03

　　针对Buck电路在高频状态下存在的开关损耗和高次谐波问题,提出了一种新型的Buck软开关拓扑结构。它在传统Buck电路的基础上添加辅助开关和串联谐振回路,利用辅助开关控制串联谐振回路实现主开关和辅助开关的零电压导通和关断,并在软开关过程中将谐振电流和负载电流完全解耦,减小了电路储能,降低了对谐振电感与电容的容量要求,使开关管的零电压导通更易实现。分析了新型Buck电路的工作原理,并根据谐振电感、电容与开关管通断时刻之间的关系计算出软开关电路的实现条件参数值,实验结果证明了该新型电路的有效性。 

【文章来源】：电气传动. 2020,50(10)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

新型Buck软开关拓扑结构

t0时刻，V1导通，如图2a所示。此阶段内，L1上的电流iL1为逆时针方向且线性减小，电感电流iL2和iL1均经VD4续流。此外，L2还为负载RL提供能量，假设电感量足够大，电流几乎没有波动。设定电流逆时针方向为负，则iL1满足以下关系：t1时刻，如图2b所示。L1上的电流iL1即为电源电流，从零开始正向增大，为L1和C3充电储能，并为RL提供能量。根据基尔霍夫电压定律（kirchhoff’s voltage law,KVL）和基尔霍夫电流定律（kirchhoff’s current law,KCL)[20]可得出以下方程：

t8时刻，如图2i所示。C2,C1充放电结束，iL1通过V1的反向并联二极管续流，C1的电压为零，将V1钳位在零电压状态。至此，Buck电路的1个工作周期完成。对应的工作波形图如图3所示。2 电路特性分析

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于耦合电感的零电压开关同步Buck变换器[J]. 陈桂鹏,陈銮,陶勇,邓焰,何湘宁.  电工技术学报. 2016(S1)
[3]一种最小应力的无源无损软开关方案[J]. 张强,林维明.  中国电机工程学报. 2016(18)
[4]具有移相控制的ZVS全桥DC-DC斩波变换器[J]. 孙铁成,郭超,娜仁图亚,孙航,申宏伟.  电工技术学报. 2014(12)
[5]新型Buck软开关电路的设计与仿真[J]. 贾贵玺,张春雁,肖有文,赵惠超.  电工技术学报. 2012(02)
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本文编号：3102244