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基于小耦合電感軟開(kāi)關(guān)同步變換器仿真及性能分析

發(fā)布時(shí)間:2024-06-23 12:20
  針對(duì)常規(guī)同步整流升壓變換器在高開(kāi)關(guān)頻率下主開(kāi)關(guān)管的寄生電容存儲(chǔ)電荷無(wú)法釋放和整流開(kāi)關(guān)管體二極管反向恢復(fù)行為造成的變換器開(kāi)關(guān)管的硬開(kāi)關(guān)、高電磁干擾(EMI)等問(wèn)題,提出一種基于小耦合電感軟開(kāi)關(guān)同步Boost變換器設(shè)計(jì)方法,詳細(xì)分析了軟開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的條件以及變換器的工作過(guò)程,通過(guò)電路參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了寬負(fù)載范圍內(nèi)所有開(kāi)關(guān)管和二極管的軟開(kāi)關(guān),使變換器效率得到有效提高,電磁干擾也得到有效抑制,進(jìn)而驗(yàn)證了理論分析的正確性。

【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)

【部分圖文】:

圖1所提軟開(kāi)關(guān)同步Boost變換器

圖1所提軟開(kāi)關(guān)同步Boost變換器

基于小耦合電感的軟開(kāi)關(guān)同步Boost變換器如圖1所示,圖中S1為主開(kāi)關(guān)管;S2為整流開(kāi)關(guān)管;Sa為輔助開(kāi)關(guān)管;C1,C2分別為S1,S2的寄生電容或外加吸收電容,L1,L2為耦合電感;Ca為諧振電容;D1,D2,D3為續(xù)流二極管。該變換器在電感L電流連續(xù)模式下正常工作,主開(kāi)關(guān)管S....


圖2所提變換器的主要工作波形

圖2所提變換器的主要工作波形

模態(tài)1[t0~t1],對(duì)應(yīng)圖3a):假設(shè)在t0時(shí)刻之前,開(kāi)關(guān)管S1導(dǎo)通,二極管D2,D3電流線性減小。t0時(shí)刻iD2減小到0,二極管D2,D3反向截止。該模態(tài)電感L處于能量存儲(chǔ)階段,并且輸出電容C0中的能量轉(zhuǎn)移至負(fù)載RL中。模態(tài)2[t1~t2],對(duì)應(yīng)圖3b):t1時(shí)刻,S1關(guān)斷....


圖3所提變換器穩(wěn)態(tài)時(shí)各個(gè)工作模態(tài)

圖3所提變換器穩(wěn)態(tài)時(shí)各個(gè)工作模態(tài)

模態(tài)5[t4~t5],對(duì)應(yīng)圖3e):t4時(shí)刻,輔助開(kāi)關(guān)管Sa開(kāi)通,二極管D1正向?qū),其兩端電壓?V,流過(guò)初級(jí)電感L1的電流iL1開(kāi)始增加。該模態(tài)中,由于Sa開(kāi)通前電流為0A,因此Sa,D1屬于零電流開(kāi)通,由于D1在導(dǎo)通前兩段電壓為0V,所以D1也屬于零電壓導(dǎo)通。模態(tài)6[....


圖4開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)、漏源電壓波形

圖4開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)、漏源電壓波形

從以上仿真研究發(fā)現(xiàn),所提變換器的軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)是在輸出功率500W下測(cè)試的,考慮到它在輕載下的性能變現(xiàn),通過(guò)改變負(fù)載值使功率維持在100W左右,仿真結(jié)果如圖6所示,可以看出,所提變換器在輕載下也實(shí)現(xiàn)了所有開(kāi)關(guān)管的軟開(kāi)關(guān)。圖5耦合電感、二極管電流波形



本文編號(hào):3995458

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