无源无损缓冲电路及其新拓扑

(b) 模 态2(t₂～t₃)等 效 电 路

(c) 模 态3(t₃～t₄)等 效 电 路

(d) 模 态4(t₄～t₅)等 效 电 路

(e) 模 态5(t₅～t₆)等 效 电 路

(f) 模 态6(t₆～t₇)等 效 电 路

图 3 等 效 电 路 图

图 4 主 要 波 形 图

模态1（t₁－t₂） 在t₁时刻，S开通，电感电流i_Ls线性增大，流经二极管D的电流i_D相应减小，直到i_D=0，该模态结束；

模态2(t₂－t₃) 在t₂时刻，二极管D关断，C_s开始放电，耦合绕组L_a的感应电势使C_s上的电势自举提高，直到电容C_s储能完全释放，该模态结束；

模态3(t₃－t₄) 该模态与普通PWM Boost变换器开通状态基本相似；

模态4(t₄－t₅) 在t₄时刻，S关断，输入电流I_s经过电感L_s，D₁开始给C_s充电，直到v_Cs=V_o，该模态结束；

模态5(t₅－t₆) 在t₅时刻，二极管D导通，电流i_Ls线性减小，流经二极管电流i_D相应增大，直到i_D=I_s，该模态结束；

模态6(t₆－t₇) 该模态与普通PWM Boost变换器的关断状态基本相似。

可见，该无源无损缓冲型软开关电路的关键在于：当S在ZCS下开通时，因L_p的耦合绕组L_a的感应反电势而发生电势自举，有利于电容C_s的储能经L_a向负载释放；放电完毕的C_s又为S的关断提供ZVS条件。

（a）原理图

（b）简化原理图

图5 具有最小电压应力的无源无损缓冲电路

4.2 具有最小电压应力的无源无损缓冲电路

图5（a）为文献[9]提出的另一种新颖的具有最小电压应力的无源无损缓冲电路。从图中可看出，其开通/关断缓冲网络包含3个二极管D_a，D_c，D_s，一个耦合电感L₂和一个缓冲电容C_s。在开通期间，原边电感L₁充当普通Boost变换器的升压电感。3个二极管和原来的输出二极管组成全桥，二次侧电感L₂联接在两对串联二极管之间。缓冲电容C_s与二极管D_s并联。

为了便于分析，将耦合电感看作励磁电感Lm，漏感L_k和变比为1:n(n>1)的理想变压器的联合体，如图5(b)所示。假设条件基本与3.1相同，且励磁电流I_Lm为常数，初始状态为：S开通，D_o关断，v_Cs=V_o，则稳态时，一周期有以下6个模态，相应的等效电路图和主要波形图如图6及图7所示。

(a) 模态1(t₁～t₂)等效电路

(b) 模态2(t₂～t₃)等效电路

(c) 模态3(t₃～t₄)等效电路