【摘要】：提出一種可實現(xiàn)輔助開關(guān)管準零電流開關(guān)的零電壓轉(zhuǎn)換半無橋功率因數(shù)校正變換器拓撲。通過增加一個有源輔助諧振支路,變換器實現(xiàn)了主開關(guān)管的零電壓開關(guān)和升壓二極管的自然開關(guān),并且沒有增加它們的電壓應(yīng)力。與此同時,它還進一步減小了輔助開關(guān)管的開關(guān)損耗,而各連通二極管也均實現(xiàn)了自然開關(guān)。理論分析變換器的工作模態(tài),詳細討論變換器軟開關(guān)實現(xiàn)條件和控制策略,在此基礎(chǔ)上給出有源輔助諧振支路參數(shù)設(shè)計。設(shè)計一臺開關(guān)頻率100kHz、額定輸出400V/600W的原理樣機,驗證了變換器設(shè)計方案的可行性和理論分析的正確性。
【圖文】：

第21期胡瑋等：可實現(xiàn)輔助開關(guān)管準零電流開關(guān)的半無橋功率因數(shù)校正變換器6397輔助開關(guān)管連通二極管諧振電感自耦變壓器諧振電容圖9原理樣機圖片F(xiàn)ig.9Aphotoofexperimentalprototype為500pF，主開關(guān)管并聯(lián)電容CS1、CS2選取500pF。此時Td0.5S，TSr1.1S。圖10為220V輸入、滿負載輸出時輸入電壓vin與電感電流iin的波形，證明本文提出變換器具有很高的功率因數(shù)和較低的總諧波失真(totalharmonicdistortion，THD)，達到了功率因數(shù)校正的目的。t(5ms/格)ini3(A/格)vni(0V/1格)viniin圖10額定電壓和滿載時vin和iin波形圖Fig.10Waveformsofthevoltagevinandthecurrentiinatratedvoltageandfullload圖11為在輸入電壓220V、滿負載輸出時原理樣機在一個開關(guān)周期中的實驗波形，其中虛線部分為電壓、電流交疊區(qū)，即開關(guān)損耗出現(xiàn)時刻。其中圖11(a)為主開關(guān)管S1實現(xiàn)了ZVS，可以看出，在S1開通前，iS1反向通過S1的體二極管DS1，其電壓、電流交疊區(qū)趨近于零，開通損耗基本為零；S1關(guān)斷時其電壓、電流交疊區(qū)很小，關(guān)斷損耗大幅減校圖11(b)顯示升壓二極管D1實現(xiàn)了自然開關(guān)，可以看出，，在D1開通時其電壓、電流交疊區(qū)趨近于零，開通損耗基本為零；D1關(guān)斷時其電壓、電流交疊區(qū)為零，反向恢復(fù)損耗為零。圖11(c)為輔助開關(guān)管Sr實現(xiàn)了準ZCS，可以看出，Sr開通時其電壓、電流交疊區(qū)很小，開通損耗大幅減��；Sr關(guān)斷時其電壓、電流交疊區(qū)趨近于零，關(guān)斷損耗基本為零。t(0.5s/格)(a)vS1和iS1波形i1S1(5.A/格)v1S(0V/2格)vg1iS1v1g(0V/1格)v

第21期胡瑋等：可實現(xiàn)輔助開關(guān)管準零電流開關(guān)的半無橋功率因數(shù)校正變換器6397輔助開關(guān)管連通二極管諧振電感自耦變壓器諧振電容圖9原理樣機圖片F(xiàn)ig.9Aphotoofexperimentalprototype為500pF，主開關(guān)管并聯(lián)電容CS1、CS2選取500pF。此時Td0.5S，TSr1.1S。圖10為220V輸入、滿負載輸出時輸入電壓vin與電感電流iin的波形，證明本文提出變換器具有很高的功率因數(shù)和較低的總諧波失真(totalharmonicdistortion，THD)，達到了功率因數(shù)校正的目的。t(5ms/格)ini3(A/格)vni(0V/1格)viniin圖10額定電壓和滿載時vin和iin波形圖Fig.10Waveformsofthevoltagevinandthecurrentiinatratedvoltageandfullload圖11為在輸入電壓220V、滿負載輸出時原理樣機在一個開關(guān)周期中的實驗波形，其中虛線部分為電壓、電流交疊區(qū)，即開關(guān)損耗出現(xiàn)時刻。其中圖11(a)為主開關(guān)管S1實現(xiàn)了ZVS，可以看出，在S1開通前，iS1反向通過S1的體二極管DS1，其電壓、電流交疊區(qū)趨近于零，開通損耗基本為零；S1關(guān)斷時其電壓、電流交疊區(qū)很小，關(guān)斷損耗大幅減校圖11(b)顯示升壓二極管D1實現(xiàn)了自然開關(guān)，可以看出，在D1開通時其電壓、電流交疊區(qū)趨近于零，開通損耗基本為零；D1關(guān)斷時其電壓、電流交疊區(qū)為零，反向恢復(fù)損耗為零。圖11(c)為輔助開關(guān)管Sr實現(xiàn)了準ZCS，可以看出，Sr開通時其電壓、電流交疊區(qū)很小，開通損耗大幅減小；Sr關(guān)斷時其電壓、電流交疊區(qū)趨近于零，關(guān)斷損耗基本為零。t(0.5s/格)(a)vS1和iS1波形i1S1(5.A/格)v1S(0V/2格)vg1iS1v1g(0V/1格)v

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