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Boost电路的一种软开关实现方法

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

t2~t3〕当S2的漏源电压下降到零之后,S2的寄生二极管就导通,将S2的漏源电压箝在零电压状态,也就是为S2的零电压导通创造了条件。

4)阶段4〔t3~t4〕S2的门极

变为高电平,S2零电压开通。电感L上的电流又流过S2。L上承受输出电压和输入电压之差,电流线性?小,直到变为负值,然后S2关断,该阶段结束。

5)阶段5〔t4~t5〕此时电感L上的电流方向为负,正好可以使S1的结电容进行放电,对S2的结电容进行充电。S1的漏源电压可以近似认为线性下降。直到S1的漏源电压下降到零,该阶段结束。

6)阶段6〔t5~t6〕当S1的漏源电压下降到零之后,S1的寄生二极管就导通,将S1的漏源电压箝在零电压状态,也就是为S1的零电压导通创造了条件。

接着S1在零电压条件下导通,进入下一个周期。可以看到,在这种方案下,两个开关S1和S2都可以实现软开关。
Boost电路的一种软开关实现方法
2 软开关的参数设计

以上用同步整流加电感电流反向的办法来实现Boost电路的软开关,其中两个开关实现软开关的难易程度并不相同。电感电流的峰峰值可以表示为

ΔI=(VinDT)/L   (1)

式中:D为占空比;

T为开关周期。

所以,电感上电流的最大值和最小值可以表示为

Imax=ΔI/2+Io   (2)

Imin=ΔI/2-Io   (3)

式中:Io为输出电流。

将式(1)代入式(2)和式(3)可得

Imax=(VinDT)/2L+Io   (4)

Imin=(VinDT)/2L-Io   (5)

从上面的原理分析中可以看到S1的软开关条件是由Imin对S2的结电容充电,使S1的结电容放电实现的;而S2的软开关条件是由Imax对S1的结电容充电,使S2的结电容放电实现的。另外,通常满载情况下|Imax||Imin|。所以,S1和S2的软开关实现难易程度也不同,S1要比S2难得多。这里将S1称为弱管,S2称为强管。

强管S2的软开关极限条件为L和S1的结电容C1和S2的结电容C2谐振,能让C2上电压谐振到零的条件,可表示为式(6)。

Boost电路的一种软开关实现方法

将式(4)代入式(6)可得

Boost电路的一种软开关实现方法

实际上,式(7)非常容易满足,而死区时间也不可能非常大,因此,可以近似认为在死区时间内电感L上的电流保持不变,即为一个恒流源在对S2的结电容充电,使S1的结电容放电。在这种情况下的ZVS条件称为宽裕条件,表达式为式(8)。

(C2+C1)Vo≤(VinDT/2L+Io)tdead2   (8)

式中:tdead2为S2开通前的死区时间。

同理,弱管S1的软开关宽裕条件为

(C1+C2)Vo≤(VinDT/2L-Io)tdead1   (9)

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