源箝位零电压开关DC-DC变换器拓扑的研究

作者：时间：2012-02-14来源：网络收藏

2.3传统有源箝位ZVS-PWM变换器的缺点

　　不失一般性，下面以buck-boost为箝位模块，以boost为能量传递单元的拓扑结构来说明传统有源箝位电路的缺点。

　　如图6所示：谐振电感Lr接在开关管S1和二极管Db之间是为了控制二极管Db的反向恢复电流di/dt。当主开关管S1关断时，辅助开关管S2和箝位电容Cc用于吸收贮存于Lr中的能量。因此，在该变换器中，当主开关管S1关断时，其电压应力被箝位于Vcc+V0，

　　同时主开关管和辅助开关管都实现了零电压开关，但是，有于谐振缓冲电感Lr和Db结电容的存在，两者会产生谐振，从而使Db上会产生很高的电压应力，因此，Db必须选择一个耐压等级很高的二极管，这将增加成本和损耗。

3　改进型有源箝位ZVS-PWM　 DC-DC变换器

　　为了解决由于Lr和Db的谐振而引起的Db上电压应力过高的问题，在图7的改进型boost-buck-boost电路种，增加了一个二极管Dc用来箝位Db上的电压应力。不过，虽然Db上的高电压应力被箝位了，然而在开关转换过程中，Db和Dc仍然是硬开关，因此，它们上面的dv/dt仍然很高，这将产生很大的EMI噪声和增加开关损耗。为了解决这个问题，在图8改进型boost-buck-boost电路中，用一个电容Cc2和Dc并联，开关管的寄生电容和二极管的节电容都被吸收了，这样，所有的开关器件都实现了软开关同时又不会增加它们上面的开关应力和dv/dt以及di/dt.图9给出了以buck-boost为有源箝位模块，buck、boost、buck-boost、cuk、zeta、sepic改进型变换器。

4　一种新型有源箝位ZVS-PWM　DC-DC变换器

　　在改进型的有源箝位ZVS-PWM　DC-DC变换器中，虽然实现了所有开关器件的软开关，但它增加了一个箝位二极管和一个吸收电容，相应地增加了电路的元件和成本。下面提出的有源箝位ZVS-PWM　DC-DC变换器不仅可以实现所有开关器件的软开关，而且不用增加元件的数目。图10是以buck-boost有源箝位的boost电路。在该电路中，有源箝位网络直接和谐振电感并联，在该电路的任何时刻，M1、M2、D1三个开关器件中，总有两个开关元件是导通的，而在此时刻关断的开关器件，其上的电压应力被箝位于较低的值。因此，所有的开关器件上的电压应力都很低，而且主开关管可以在较宽的负载范围内实现零电压开关。