低损耗软开关Boost变换器

摘要：介绍一种新的软开关Boost变换器。传统的Boost变换器在开通和关断时将产生开关损耗，因此使整个系统的效率下降。新的Boost变换器利用软开关方法增加了辅助开关管和谐振电路。这样，相比硬开关情况下，变换器减小了开关损耗。这种变换器可以应用在光伏系统、功率因子校正等装置中。详细分析电路的工作原理以及实现软开关的条件，利用Pspice 9．2软件进行仿真验证。仿真结果表明，该变换器的所有开关器件都实现了软开关，从而使效率得到提高。
关键词：升压电路；软开关；谐振电路；功率因子校正

0 引言
近年来，随着开关频率的提高，开关电源变得轻小化，但是开关频率和开关损耗成正比，开关频率提高，开关损耗也增大，从而使整体系统的开关损耗增大。许多变换器采用谐振来减小开关损耗，但是辅助谐振电路增大了电路的复杂性，而且也增加了电路的成本。在一些有辅助开关的谐振变换器中，主开关管实现了软开关，但是辅助开关管却还是工作在硬开关状态下。所以，由于辅助开关管开关损耗的存在，这些变换器并不能提高整个系统的效率。
传统Boost变换器以其结构简单，易实现等优点，已广泛应用于升压场合。光伏发电系统中，光伏阵列电池的输出电压较低，迫切需要较大的升压，以满足后级逆变器的需要。为了提高变换器的变换能力、可调范围和效率，对传统的Boost变换器进行了改进。本文提出一种新的软开关Boost变换器，通过采用辅助开关管和谐振电路的电路结构实现了主、辅助开关管的软开关。相比其他的软开关变换器而言，在同样的频率下，既减小了开关损耗，又提高了整体系统效率。本文详细分析了这种变换器的工作原理，实现软开关的条件并通过PSpice进行仿真实验。

1 低损耗软开关Boost变换器
1．1 电路拓扑结构
低损耗软开关Boost变换器如图1所示。

图1中，S1为主开关管，Do为主二极管，L和Co分别是滤波电感和滤波电容，辅助谐振电路由辅助开关管S2、谐振电容Cr2和Cr、谐振电感Lr和辅助二极管D1和D2组成，它为主开关管和辅助开关管创造了软开关的条件。图2为低损耗软开关Boost变换器的主要工作波形图。