开关电源--软开关ppt课件

第第8 8章章 软开关的概念软开关的概念8.1软开关的概念软开关的概念8.2软开关技术的实现及其类型软开关技术的实现及其类型8.3谐振电路谐振电路8.4准谐振和多谐振变换器准谐振和多谐振变换器8.5软开关的软开关的PWM技术技术8.6 零电压零电压/电流转换电流转换PWM变换器变换器返回第8章 软开关的概念8.1软开关的概念返回1 18.1软开关的概念软开关的概念 n n传统传统PWMPWM变换器中的开关器件工作在硬开关状态，硬开关变换器中的开关器件工作在硬开关状态，硬开关工作的四大缺陷妨碍了开关器件工作频率的提高工作的四大缺陷妨碍了开关器件工作频率的提高,它存在它存在如下问题：如下问题：n n 1 1）开通和关断损耗大；）开通和关断损耗大；n n2 2）感性关断问题）感性关断问题 n n3 3）容性开通问题；）容性开通问题；n n4 4）二极管反向恢复问题）二极管反向恢复问题 ；8.1软开关的概念 传统PWM变换器中的开关器件工作在硬开关2 2n n为了提高变换器效率，减小变换器的重量体积，就必须解决上述的四个问题。n n所谓软开关就是功率器件在零电压条件下导通（或关断），在零电流条件下关断（或导通）。与硬开关相比，软开关的功率器件在零电压、零电流条件下工作，功率器件开关损耗大大减小。n n与此同时，du/dt和di/dt大为下降，提高了变换器的可靠性，由于软开关开关损耗很小，与硬开关相比，它可以工作于较高的工作频率，因此减小变换器的体积和重量，同时提高变换器的变换效率。为了提高变换器效率，减小变换器的重量体积，就必须解决上述的四3 3n n软开关的开通有以下几种方法软开关的开通有以下几种方法n n1 1）零零电电流流开开通通：在在开开关关管管开开通通时时，使使其其电电流流保保持持在在零零，或或者者限限制制电电流流的的上上升升率率，从从而而减减小小电电流流与与电电压压的的交交叠叠区区。从从图图8-28-2（a a）可可以以看看出出，由由于于电电流流下下降降时时间间的的提提前前，大大大大减减少少了了电电压压与与电电流流的的重重叠叠区区间间，因因而而开通损耗大大减小。开通损耗大大减小。n n2 2）零零电电压压开开通通：在在开开关关管管开开通通前前，便便其其电电压压下下降降到到零零。从从图图8-28-2（b b）可以看出，开通损耗基本减小到零。可以看出，开通损耗基本减小到零。n n3 3）同同时时做做到到零零电电流流开开通通和和零零电电压压开开通通，在在这这种种情情况况下下，开开通通损损耗耗为为零零。这种情况最为理想。这种情况最为理想。图8-2 零电流开通和关断 软开关的开通有以下几种方法图8-2 零电流开通和关断 4 4n n软开关的关断几种方法软开关的关断几种方法n n1 1）零零电电流流关关断断：在在开开关关管管关关断断前前，使使其其电电流流减减小小到到零。零。n n2 2）零零电电压压关关断断：在在开开关关管管关关断断时时，使使其其电电压压保保持持在在零零，或或者者限限制制电电压压的的上上升升率率，从从而而减减小小电电流流与与电电压压的交叠区。的交叠区。n n3 3）同时做到零电流关断和零电压关断，在这种情况）同时做到零电流关断和零电压关断，在这种情况下，关断损耗为零。下，关断损耗为零。返回软开关的关断几种方法返回5 58.2软开关技术的实现及其类型软开关技术的实现及其类型 n n从谐振角度看，所谓谐振变换器或逆变器至少包含有一个谐振回路，谐振回路至少包含一个电感和一个电容，谐振电路的阶数决定于所包含的独立的储能元件数目。以谐振类型划分，软开关变换器有谐振型变换器、多谐振/准谐振变换器、零开关PWM变换器、零转换PWM变换器等；从拓扑结构上看，有电流型软开关变换器、电压型软开关变换器。8.2软开关技术的实现及其类型 从谐振角度看，所谓谐振变换器6 6n n1 1）谐振型变换器）谐振型变换器n n利用谐振现象，使电子开关器件上电压或电流按利用谐振现象，使电子开关器件上电压或电流按正弦规律变化，以创造零电压开通或零电流关断正弦规律变化，以创造零电压开通或零电流关断的条件，以这种技术为主导的变换器称为谐振变的条件，以这种技术为主导的变换器称为谐振变换器。它又可以分为全谐振型变换器、准谐振变换器。它又可以分为全谐振型变换器、准谐振变换器和多谐振变换器三种类型。换器和多谐振变换器三种类型。n na a）全全谐谐振振型型变变换换器器：一一般般称称之之为为谐谐振振变变换换器器(Resonant(Resonant converters)converters)。该该类类变变换换器器实实际际上上是是负负载载谐谐振振型型变变换换器器，按按照照谐谐振振元元件件的的谐谐振振方方式式，分分为为 串串 联联 谐谐 振振 变变 换换 器器(Series(Series resonant resonant converters,converters,SRCs)SRCs)和和并并联联谐谐振振变变换换器器(Parallel(Parallel resonant resonant converters,converters,PRCs)PRCs)两两类类。在在谐谐振振变变换换器器中中，谐谐振振元元件件一一直直谐谐振振工工作作，参参与与谐谐振振工工作作的的全全过过程程。该该变变换换器器与与负负载载关关系系很很大大，对对负负载载的的变变化很敏感，一般采用频率调制方法。化很敏感，一般采用频率调制方法。1）谐振型变换器7 7n nb b）准谐振变换器）准谐振变换器(Quasi-resonant converters,(Quasi-resonant converters,QRCs)QRCs)；它是最早出现的软开关电路。其特点是谐；它是最早出现的软开关电路。其特点是谐振元件参与能量变换的某一个阶段，不是全程参振元件参与能量变换的某一个阶段，不是全程参与。无论是串联与。无论是串联LCLC或并联或并联LCLC都会产生准谐振，利都会产生准谐振，利用准谐振现象，使电子开关器件上的电压或电流用准谐振现象，使电子开关器件上的电压或电流按正弦规律变化，从而创造了零电压或零电流的按正弦规律变化，从而创造了零电压或零电流的条件，以这种技术为主导的变换器称为准谐振变条件，以这种技术为主导的变换器称为准谐振变换器。准谐振变换器分为零电流开关准谐振变换换器。准谐振变换器分为零电流开关准谐振变换器器(Zero-current-switching Quasi-resonant(Zero-current-switching Quasi-resonant converters,ZCS-QRCs)converters,ZCS-QRCs)和零电压开关准谐振变换和零电压开关准谐振变换器器(Zero-voltage-switching Quasi-resonant(Zero-voltage-switching Quasi-resonant converters,ZVS-QRCs)converters,ZVS-QRCs)。b）准谐振变换器(Quasi-resonant conver8 8n nc c）多谐振变换器）多谐振变换器(Multi-resonant converters,(Multi-resonant converters,MRCs)MRCs)：其特点是谐振元件参与能量变换的某一个：其特点是谐振元件参与能量变换的某一个阶段，不是全程参与。多谐振变换器的谐振回路、阶段，不是全程参与。多谐振变换器的谐振回路、参数可以超过两个、三个或更多，称为多谐振变参数可以超过两个、三个或更多，称为多谐振变换器。准谐振换器。准谐振/多谐振单元与主开关的关系如图多谐振单元与主开关的关系如图8-8-3 3所示。所示。a零电压开关准谐振电路；b零电流开关准谐振电路；c零电压开关多谐振电路图 8-3 准谐振电路的基本开关单元c）多谐振变换器(Multi-resonant conver9 9n n为为保保持持输输出出电电压压不不随随输输入入电电压压变变化化而而变变化化，不不随随负负载载变变化化而而变变化化（或或基基本本不不变变），谐谐振振、准准谐谐振振和和多多谐谐振振变变换换器器主主要要靠靠调调整整开开关关频频率率，所所以以是是调调频频系系统统。调调频频系系统统不不如如PWMPWM开开关关变变换换器器那那样样容容易易控控制制，这这是是因因为为调调频频系系统统是是依依靠靠L L、C C振振荡荡使使得得电电路路产产生生谐谐振振和和准准谐谐振振的的，功功率率器器件件所所受受的的电电压压与与电电流流的的应应力力都都要要比比相相应应的的硬硬开开关关PWMPWM变变换换电电路路功功率率器器件件承承受受的的压压力力大大，并并且且该该应应力力随随电电路路的的Q Q值值和和负负载载变变化化而而变变化化。调调频频系系统统是是依依靠靠改改变变开开关关频频率率来来改改变变变变换换器器的的输输出出，开开关关频频率率大大范范围围变变化化使使得得滤滤波波器器、变变压压器器设设计计难难以以优优化化，干干扰扰难难以以抑抑制制，而而且且由由于于调调频频来来调调节节输输出出，负负载载变变化化大大时时，相相应应的的电电压压和和电电流流调调节节范范围围比比相相应应PWMPWM变变换换电电路路窄窄，超超前前一一定定范范围围后后，变变换换电电路路不不能能达达到到零零电电压压或或零零电电流流开开关条件。关条件。为保持输出电压不随输入电压变化而变化，不随负载变化而变化（或1010n n2 2）零开关）零开关PWMPWM变换器变换器(Zero-switching-PWM-converters)(Zero-switching-PWM-converters)n n分分为为零零电电压压开开关关PWMPWM变变换换器器(Zero-voltage-switching(Zero-voltage-switching PWM PWM convertersconverters，ZVS ZVS PWM)PWM)和和零零电电流流开开关关PWMPWM变变换换器器(Zero-(Zero-current-switching current-switching PWM PWM convertersconverters，ZCS-PWM)ZCS-PWM)。该该类类变变换换器器是是在在准准谐谐振振/多多谐谐振振变变换换器器的的基基础础上上，引引入入了了辅辅助助开开关关来来控控制制谐谐振振的的开开始始时时刻刻，使使谐谐振振仅仅发发生生于于开开关关过过程程前前后后，实实现现恒恒定定频频率率控控制制，即即实实现现PWMPWM控控制制。这这样样，变变换换器器既既有有电电压压过过零零（或或电电流流过过零零）控控制制的的软软开开关关特特点点，又又有有PWMPWM恒恒频频调调宽宽的的特特点点。这这时时谐谐振振网网络络中中的的电电感感是是与与主主开开关关串串联联的的。与与准准谐谐振振/多多谐谐振振变变换换器器不不同同的的是是，谐谐振振元元件件的的谐谐振振工工作作时时间间与与开开关关周周期期相相比比很很短短，一一般般为为开开关关周周期期的的1/101/51/101/5，电电压压和和电电流流基基本本上上是是方方波波，只只是是上上升升沿沿和和下下降降沿沿较较缓缓，开开关关承承受受的的电电压压明明显显降降低低；电电路路可可以以采采用用开开关关频频率率固固定定的的PWMPWM控制方式。控制方式。2）零开关PWM变换器(Zero-switching-PWM1111n n 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图8-4 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1212n n3 3）零转换）零转换PWMPWM变换器变换器(Zero-transition-converters)(Zero-transition-converters)n n零转换零转换PWMPWM变换器与零开关变换器与零开关PWMPWM变换器并无本质上的差变换器并无本质上的差别，也是软开关与别，也是软开关与PWMPWM的结合。采用辅助开关控制谐振的的结合。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。它可分为零电开始时刻，但谐振电路是与主开关并联的。它可分为零电压转换压转换PWMPWM变换器变换器(Zero-voltage-transition PWM(Zero-voltage-transition PWM converters,ZVT PWM converters)converters,ZVT PWM converters)和零电流开关和零电流开关PWMPWM变换变换器器(Zero-current-transition PWM converters,ZVT PWM(Zero-current-transition PWM converters,ZVT PWM converters)converters)。这类变换器是软开关技术的又一个飞跃。这类变换器是软开关技术的又一个飞跃。它的特点是变换器工作在它的特点是变换器工作在PWMPWM方式下，辅助谐振电路只是方式下，辅助谐振电路只是在主开关管开关时工作一段时间，实现开关管的软开关，在主开关管开关时工作一段时间，实现开关管的软开关，在其它时间则停止工作，这样辅助谐振电路的损耗很小。在其它时间则停止工作，这样辅助谐振电路的损耗很小。其拓扑结构特点是谐振元件从能量交换主通道移开，电路其拓扑结构特点是谐振元件从能量交换主通道移开，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。电路效率有了进一步提高。3）零转换PWM变换器(Zero-transition-co1313n na a零电压转换零电压转换PWMPWM电路的基本开关单元电路的基本开关单元 n nb b零电流转换零电流转换PWMPWM电路的基本开关单元电路的基本开关单元n n图图8-5 8-5 零转换零转换PWMPWM电路的基本开关单元电路的基本开关单元返回返回14148.3谐振电路谐振电路 n n1 串联谐振电路：n n串联谐振槽路如图8-6所示，其中是谐振电感Lr，是谐振电容Cr，谐振电感存在等效阻抗R，其导纳为 图8-6 串联谐振电路8.3谐振电路 1 串联谐振电路：图8-6 串联谐振电路1515开关电源-软开关ppt课件1616定义串联谐振电路的品质因数为 定义串联谐振电路的品质因数为 1717开关电源-软开关ppt课件1818开关电源-软开关ppt课件1919开关电源-软开关ppt课件2020开关电源-软开关ppt课件2121开关电源-软开关ppt课件2222开关电源-软开关ppt课件2323开关电源-软开关ppt课件24242 2 电压型串联谐振式逆变器电压型串联谐振式逆变器n n半桥电路如图半桥电路如图8-88-8所示，当电路工作频率大于谐振频率时，电压超前所示，当电路工作频率大于谐振频率时，电压超前电流相位，回路负载特性呈现感性，设某一时刻，开关管电流相位，回路负载特性呈现感性，设某一时刻，开关管S1S1处于导通处于导通状态，负载中流过电流（如图状态，负载中流过电流（如图8-88-8中实现表示）中实现表示）图8-8 感性负载时的工作过程2 电压型串联谐振式逆变器图8-8 感性负载时的工作过程2525n n当当S1S1关关断断时时，由由于于电电感感的的储储能能作作用用，将将通通过过二二极极管管D2D2续续流流，如如图图8-88-8所所示示。由由于于D2D2续续流流，IGBTIGBT（S2S2）ECEC之之间间的的电电压压仅仅为为二二极极管管正正向向导导通通压压降降，S1S1承承受受电电源源电电压压，死死区区时时间间结结束束后后，开开通通S2S2、D2D2承承受受反反向向电电压压而而关关断断，如如果果能能够够正正好好在在续续流流结结束束之之前前开开通通S2S2，则则实实现现了了零零电电压压开开通通，二极管二极管D2D2实现零电流关断。实现零电流关断。图8-9 容性负载时的工作过程当S1关断时，由于电感的储能作用，将通过二极管D2续流，如图2626n n当当电电路路工工作作频频率率小小于于谐谐振振频频率率时时，电电流流超超前前电电压压相相位位，回回路路负负载载特特性性呈呈现现容容性性，设设某某一一时时刻刻，开开关关管管S1S1处处于于导导通通状状态态，负负载载中中流流过过电电流流（图图8-98-9中中用用实实线线表表示示），由由于于电电流流超超前前电电压压相相位位，因因此此在在S1S1仍仍导导通通时时电电流流首首先先过过零零，之之后后电电流流通通过过二二极极管管D1D1反反向向流流通通（图图8-98-9中中用用虚虚线线表示），如图表示），如图8-98-9中所示。中所示。n n二二极极管管D1D1导导通通后后，S1S1实实际际上上已已不不起起作作用用，当当S1S1关关断断，S2S2导导通通时时，D1D1将将承承受受反反向向电电压压而而强强迫迫关关断断，关关断断过过程程中中D1D1将将产产生生较较大大的的反反向向恢恢复复电电流流，此此恢恢复复电电流流将将通通过过D1D1、S2S2使使电电源源短短路路，从从而而危危及及IGBTIGBT。当当S2S2导导通通末末期期，电电流流再再次次提提前前反反向向，D2D2续续流流，此此时时如如果果S1S1导导通通，D2D2将将承承受受反反向向电电压压而而强迫关断，二极管强迫关断，二极管D2D2反向恢复电流和反向恢复电流和S2S2使电源短路。使电源短路。n n通通过过上上面面分分析析可可以以看看出出，当当电电路路工工作作于于容容性性状状态态时时，IGBTIGBT的的交交替替导导通通，由由于于二二极极管管反反向向恢恢复复电电流流较较大大，IGBTIGBT损损耗耗较较大大，不不适适合合频频繁繁起起动动的的工工作作场场合合，容容易易导导致致IGBTIGBT的的损损坏坏。当当电电路路工工作作于于感感性性状状态态时时，IGBTIGBT可可以以实现零电压导通，开关损耗取决于电流滞后的角度。实现零电压导通，开关损耗取决于电流滞后的角度。n n因因此此，要要让让谐谐振振回回路路工工作作于于略略感感性性负负载载的的准准谐谐振振状状态态，保保证证电电路路的的安安全可靠工作。全可靠工作。当电路工作频率小于谐振频率时，电流超前电压相位，回路负载特性2727负载串联电压谐振逆变器负载串联电压谐振逆变器ansoft仿真仿真n n图1 负载谐振逆变器主电路Fig1 Series Load Resonant inverter Power man circuit负载串联电压谐振逆变器ansoft仿真2828n n半桥负载串联谐振逆半桥负载串联谐振逆变器主电路如图变器主电路如图1 1所示。所示。三相交流电源经三相三相交流电源经三相桥整流，电容滤波后，桥整流，电容滤波后，得到约得到约520V520V左右的直左右的直流电源，此直流即为流电源，此直流即为电压型串联谐振式逆电压型串联谐振式逆变器的电源。谐振电变器的电源。谐振电容为容为 ，谐振电感，谐振电感为为L L，电阻为，电阻为R R。n n L L、C1+C2C1+C2和和R R构成了构成了串联谐振电路。串联谐振电路。半桥负载串联谐振逆变器主电路如图1所示。三相交流电源经三相桥2929开关电源-软开关ppt课件3030谐振时负载电流和电压谐振时负载电流和电压3131谐振时C1上电压：谐振时C1上电压：3232小于谐振频率时负载电压和电流小于谐振频率时负载电压和电流3333小于谐振频率时：T1电流及反并联二极管电流小于谐振频率时：T2电流及反并联二极管电流小于谐振频率时：小于谐振频率时：3434小于谐振时C1上电压小于谐振时C2上电压小于谐振时小于谐振时3535小于谐振频率时直流母线电流小于谐振频率时直流母线电流3636大于谐振频率时负载电压和电流大于谐振频率时负载电压和电流3737开关电源-软开关ppt课件3838开关电源-软开关ppt课件3939开关电源-软开关ppt课件4040开关电源-软开关ppt课件4141一种基于直流母线电流的负载串联一种基于直流母线电流的负载串联谐振逆变器谐振频率跟踪方法谐振逆变器谐振频率跟踪方法 谐振时母线电流一种基于直流母线电流的负载串联谐振逆变器谐振频率跟踪方法 谐4242开关电源-软开关ppt课件4343开关电源-软开关ppt课件4444n n 4545n n从上述分析可知，负载串联谐振逆变器的谐振频从上述分析可知，负载串联谐振逆变器的谐振频率跟踪问题，转化为直流母线电流大于零时间的率跟踪问题，转化为直流母线电流大于零时间的问题，它与电流大小无关，只与电流极性有关，问题，它与电流大小无关，只与电流极性有关，因此，直流母线电流极性判断可以通过过零比较因此，直流母线电流极性判断可以通过过零比较器，母线电流正向流动时比较器输出高电平，反器，母线电流正向流动时比较器输出高电平，反向流动时，比较器输出低电平，电路谐振时，比向流动时，比较器输出低电平，电路谐振时，比较器输出总为高电平，非谐振时，比较器输出为较器输出总为高电平，非谐振时，比较器输出为方波信号，工作频率越靠近谐振频率，输出方波方波信号，工作频率越靠近谐振频率，输出方波的占空比越大，即低电平持续时间越短。比较器的占空比越大，即低电平持续时间越短。比较器输出平均值作为谐振频率跟踪的依据，若比较器输出平均值作为谐振频率跟踪的依据，若比较器输出高电平幅度为，低电平为零，则低通滤波后输出高电平幅度为，低电平为零，则低通滤波后的输出电压的幅度在之间，对应于非谐振频率和的输出电压的幅度在之间，对应于非谐振频率和谐振频率。谐振频率。从上述分析可知，负载串联谐振逆变器的谐振频率跟踪问题，转化为4646n n控制流程图如图所示，由图中可以看出此法只需采样比较器输出平均值，通过周期性地增加或减少工作频率的，并观察、比较变动前后的比较器输出平均电压的大小，以决定下一步频率的增、减动作。假使输出较变动前大的话，则将频率继续朝同一方向变动；反之，若输出较变动前小的话，则表示需要在下一周期改变频率变动的方向。如此反复地扰动、观察及比较，使串联谐振逆变器工作到谐振点。控制流程图如图所示，由图中可以看出此法只需采样比较器输出平均4747n n 4848开关电源-软开关ppt课件4949开关电源-软开关ppt课件50503 3 串联负载串联谐振串联负载串联谐振串联负载串联谐振串联负载串联谐振DC-DCDC-DC变换器变换器变换器变换器3 串联负载串联谐振DC-DC变换器5151Q2Q25252开关电源-软开关ppt课件5353开关电源-软开关ppt课件5454开关电源-软开关ppt课件5555开关电源-软开关ppt课件5656开关电源-软开关ppt课件5757开关电源-软开关ppt课件5858开关电源-软开关ppt课件5959开关电源-软开关ppt课件6060开关电源-软开关ppt课件6161开关电源-软开关ppt课件6262开关电源-软开关ppt课件6363开关电源-软开关ppt课件6464开关电源-软开关ppt课件6565开关电源-软开关ppt课件6666开关电源-软开关ppt课件6767开关电源-软开关ppt课件68684 4 并联谐振电路并联谐振电路并联谐振电路并联谐振电路4 并联谐振电路6969开关电源-软开关ppt课件7070开关电源-软开关ppt课件71715 5 并联负载串联谐振并联负载串联谐振并联负载串联谐振并联负载串联谐振DC-DCDC-DC变换器变换器变换器变换器5 并联负载串联谐振DC-DC变换器7272开关电源-软开关ppt课件7373开关电源-软开关ppt课件7474开关电源-软开关ppt课件75756 E6 E类变换器类变换器类变换器类变换器6 E类变换器7676开关电源-软开关ppt课件7777开关电源-软开关ppt课件7878开关电源-软开关ppt课件7979开关电源-软开关ppt课件8080返回返回81818.4准谐振和多谐振变换器准谐振和多谐振变换器 8.4准谐振和多谐振变换器 82821 1 零电流开关准谐振变换器（零电流开关准谐振变换器（零电流开关准谐振变换器（零电流开关准谐振变换器（ZCS QRCZCS QRC）1 零电流开关准谐振变换器（ZCS QRC）8383开关电源-软开关ppt课件8484开关电源-软开关ppt课件8585开关电源-软开关ppt课件8686开关电源-软开关ppt课件8787开关电源-软开关ppt课件8888开关电源-软开关ppt课件8989开关电源-软开关ppt课件9090开关电源-软开关ppt课件91912 2 多谐振开关多谐振开关多谐振开关多谐振开关(MRS:Multi-resonant switch)(MRS:Multi-resonant switch)变换器变换器变换器变换器2 多谐振开关(MRS:Multi-resonant sw9292开关电源-软开关ppt课件9393开关电源-软开关ppt课件9494开关电源-软开关ppt课件9595开关电源-软开关ppt课件9696开关电源-软开关ppt课件9797返回返回98988.5软开关的软开关的PWM技术技术 n n由于准谐振由于准谐振/多谐振变换器采用调频调制，变化的频率使变换器的磁多谐振变换器采用调频调制，变化的频率使变换器的磁性电路设计十分困难，为了便于控制和设计电路，希望在软开关变换性电路设计十分困难，为了便于控制和设计电路，希望在软开关变换器中，采用恒定频率控制，即器中，采用恒定频率控制，即PWMPWM控制，能实现控制，能实现PWMPWM的软开关变换器称的软开关变换器称之为零电压之为零电压PWMPWM变换器（变换器（ZVS-PWMZVS-PWM）或者零电流变换器（）或者零电流变换器（ZCS-PWMZCS-PWM）。）。n n其基本原理是在在准谐振型变换电路基础上加入一个辅助开关管来控其基本原理是在在准谐振型变换电路基础上加入一个辅助开关管来控制谐振元件的谐振过程，仅在需要开关状态转变时才启动谐振电路，制谐振元件的谐振过程，仅在需要开关状态转变时才启动谐振电路，创造开关管的零压开通或零流关断条件，其余时间，谐振电路处于不创造开关管的零压开通或零流关断条件，其余时间，谐振电路处于不工作状态。工作状态。n n谐振电感与主开关器件串联在电路中，开通时承受负载电流，因此，谐振电感与主开关器件串联在电路中，开通时承受负载电流，因此，变换电路可按恒定频率变换电路可按恒定频率PWMPWM方式调控输出电压。既可以像方式调控输出电压。既可以像QRCQRC电路一样电路一样通过谐振为主功率开关管创造零电压或零电流开关条件，又可以使电通过谐振为主功率开关管创造零电压或零电流开关条件，又可以使电路像常规路像常规PWMPWM电路一样，通过恒频占空比调制来调节输出电压。电路一样，通过恒频占空比调制来调节输出电压。8.5软开关的PWM技术 由于准谐振/多谐振变换器采用调频调99991 1零电流零电流零电流零电流PWMPWM变换器（变换器（变换器（变换器（ZCS-PWM ZCS-PWM）1零电流PWM变换器（ZCS-PWM）100100开关电源-软开关ppt课件101101开关电源-软开关ppt课件102102开关电源-软开关ppt课件103103开关电源-软开关ppt课件104104开关电源-软开关ppt课件105105开关电源-软开关ppt课件1061062 2 零电压零电压零电压零电压PWMPWM变换器（变换器（变换器（变换器（ZVS-PWM ZVS-PWM）2 零电压PWM变换器（ZVS-PWM）107107开关电源-软开关ppt课件108108开关电源-软开关ppt课件109109开关电源-软开关ppt课件110110开关电源-软开关ppt课件111111开关电源-软开关ppt课件112112开关电源-软开关ppt课件113113开关电源-软开关ppt课件114114开关电源-软开关ppt课件115115返回返回1161168.6 零电压零电压/电流转换电流转换PWM变换变换器器 8.6 零电压/电流转换PWM变换器 117117开关电源-软开关ppt课件118118开关电源-软开关ppt课件119119开关电源-软开关ppt课件120120开关电源-软开关ppt课件121121开关电源-软开关ppt课件122122开关电源-软开关ppt课件123123n n这一类型的变换器的共同特点是这一类型的变换器的共同特点是n n1 1、采用、采用PWMPWM控制，开关频率恒定；控制，开关频率恒定；n n2 2、辅助开关只在主开关改变状态瞬间（关断、辅助开关只在主开关改变状态瞬间（关断/开通）工作，开通）工作，其余时间处于不工作状态，从而有效地减少电路损耗；其余时间处于不工作状态，从而有效地减少电路损耗；n n3 3、辅助电路与功率主回路并联，有效地降低了辅助回路、辅助电路与功率主回路并联，有效地降低了辅助回路自身的损耗；自身的损耗；n n4 4、辅助回路工作时，不会增加主开关管的电压、辅助回路工作时，不会增加主开关管的电压/电流应力，电流应力，主开关的电压电流应力很小，这点是主开关的电压电流应力很小，这点是ZVT-PWM/ZCT-PWMZVT-PWM/ZCT-PWM与与ZVS-PWM/ZCS-PWMZVS-PWM/ZCS-PWM的根本的区别的根本的区别 返回这一类型的变换器的共同特点是返回124124