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DCDC功率变换器软开关技术及Pspice仿真

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发表于 2018-11-19 09:32 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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DCDC功率变换器软开关技术及Pspice仿真

引言

  随着生产技术的发展,电力电子技术的应用已深入到工业生产和社会生活的各方面,目前功率变换器的开关变换技术主要采用两种方式:脉宽调制(PWM)技术和谐振变换技术。传统的PWM控制方式由于开关元件的非理想性,其状态变化需要一个过程,即开关元件上的电压和电流不能突变,开关器件是在承受电压或流过电流的情况下接通或断开电路的,因此在开通或关断过程中伴随着较大的损耗。变频器工作频率一定时,开关管开通或关断一次的损耗也是一定的,所以开关频率越高,开关损耗就越大,因而硬开关变换器的开关频率不能太高。相比之下软开关变换器的作用是,当电压加在器件两端或者电流流经器件时,抑制功率器件转换时间间隔,即软开关的开关管在开通或关断过程中,或是加于其上的电压为零,或是通过器件的电流为零。这种开关方式明显减小了开关损耗,不仅可以允许更高的开关频率以及更宽的控制带宽,同时又可以降低dv/dt 和电磁干扰。本文为了更好地说明不同软开关技术的区别,采用Pspice软件对其中两种有代表性的变换电路进行了仿真和分析。

  软开关的原理

  谐振开关技术的核心问题是为器件提供良好的开关工作条件,使得器件在零电压或零电流条件下进行状态转变,从而把器件的开关损耗降到最低水平。

  软开关下的器件通断可以明显减少功率的开关损耗。

  减小开关损耗通常有以下两种方法:在开关管开通时,使其电流保持在零或抑制电流上升的变化率,减少电流与电压的重叠区,从而减少开通的功率损耗,即零电流导通;在开关管开通前,减小或消除加在其上的电压,即零电压导通。

  减小关断损耗有以下两种方法:开关管关断前,减小或消除加在其上的电流,即零电流关断;开关管关断前,减小或消除加在其上的电压,即零电压关断。

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