零电流开关准谐振电路

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各类基本电源拓扑结构介绍

各类电源拓扑构造分析一．非隔离型开关变换器1. 降压变换器〔Buck 〕：输入输出极性一样。

由于稳态时，电感充放电伏、秒积相等，因此，输入输出电压关系为： (Ui-Uo)*ton=Uo*toff => Uo/Ui=ton/(ton+toff)=Δ => Uo/Ui=Δ(占空比)。

Chart 1: buck circuit topology在S 导通时，输入电源通过L 和C 滤波后向负载端提供电流；当S 断开后，L 通过二极管续流，保持负载电流连续。

输出电压因为占空比的作用，不会超过输入电源电压。

2. 升压变换器〔Boost 〕：输入输出极性一样。

利用同样的方法，根据稳态时电感L 的充放电伏、秒积相等的原理，推导出输入输出电压关系为：Uo/Ui=1/(1-Δ)。

Chart 2: boost circuit topology开关管S 和负载构成并联，在S 导通时，电流通过L 滤波，电源对L 充电。

当S 断开时，L 向负载及电源放电，输出电压将是Ui+U L ，到达升压的目的。

3. 逆向变换器〔Boost-Buck 〕：升、降压斩波器，输入输出极性相反，电感传输能量。

电压关系：Uo/Ui= -Δ/(1-Δ)Uo IUo I D D LChart 3: boost-buck circuit topology在S 导通时，输入电源仅对电感L 充电；当S 断开时，再通过电感对负载放电来实现电源传输。

所以，这里的L 用于传输能量。

4. 丘克变换器〔Cuk 〕：升、降压斩波器，输入输出极性相反，电容传输能量。

电压关系：Uo/Ui= -Δ/(1-Δ)。

Chart 4: cuk circuit topology在S 导通时，Ui 对L1充电。

当S 断开时，Ui+L1通过D 对C1进展充电。

再当S 导通时，D 关断，L1继续充电，C1通过L2、C2滤波对负载放电。

所以，这里的C1用于传输能量。

UoUo SD二．隔离型开关变换器1．推挽型变换器：图5：推挽型变换电路S1和S2轮流导通，将在二次侧产生交变的脉动电流，经过全波整流转换为直流信号，再经L 、C 滤波，送给负载。

《电力电子技术》(第六七八章)习题答案

第6章 PWM 控制技术1．试说明PWM 控制的基本原理。

答：PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。

即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。

在采样控制理论中有一条重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲的面积。

效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。

上述原理称为面积等效原理以正弦PWM 控制为例。

把正弦半波分成N 等份，就可把其看成是N 个彼此相连的脉冲列所组成的波形。

这些脉冲宽度相等，都等于π/N ，但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。

如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就得到PWM 波形。

各PWM 脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。

根据面积等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。

对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。

可见，所得到的PWM 波形和期望得到的正弦波等效。

2．设图6-3中半周期的脉冲数是5，脉冲幅值是相应正弦波幅值的两倍，试按面积等效原理计算脉冲宽度。

解：将各脉冲的宽度用i（i =1, 2, 3, 4, 5）表示，根据面积等效原理可得1=m5m 2d sin U t t U ⎰πωω=502cos πωt - =0.09549(rad)=0.3040(ms)2=m525m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=5252cos ππωt -=0.2500(rad)=0.7958(ms)3=m5352m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=53522cos ππωt -=0.3090(rad)=0.9836(ms)4=m5453m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=2=0.2500(rad)=0.7958(ms)5=m54m2d sin U tt Uωϖππ⎰=1=0.0955(rad)=0.3040(ms)3. 单极性和双极性PWM 调制有什么区别？三相桥式PWM 型逆变电路中，输出相电压（输出端相对于直流电源中点的电压）和线电压SPWM 波形各有几种电平？答：三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性，所得的PWM 波形在半个周期中也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM 控制方式。

5.2-zcs准谐振buck_boost

当谐振电感中电流上升到稳态输出电流 I0 时，阶段2 开始
谐振电感中电流 > 稳态输出电流 I0 时，开始对谐振电容充电，使 Dfw 反向偏置
7
零电流开关准谐振Buck变换器——工作原理
谐振电感电流：
diLr dt dvCr dt

(VS vCr (t )) Lr (iLr (t ) I 0 ) Cr
谐振电感被充电的时间为：
Lr IS 2 106 1.875 T1 =0.25 μs V0 15
（3）谐振电感中峰值电流为：
I Lr ,max V0 15 IS 1.875 4.86 A 6 9 Zn 2 10 / 79 10
（4）谐振电容中峰值电压为：
13
零电流开关准谐振Buck变换器——工作原理
阶段4（ t3 ＜ t ≤ TS）
t3 时刻，谐振电容两端电压 0，阶段 4 开始
Dfw 重新开通，流过输出电流 I0
阶段 4 持续时间： T4 TS T3 T2 T 1
通过控制续流时间 T4 可调节输出电压 Va
14
零电流开关准谐振Buck变换器——工作原理
零电流开关准谐振Boost变换器——工作原理
谐振电感回馈能量输入电源，电流为负值谐振电感电流 < IS 时，谐振电容电压增加输出电压
24
零电流开关准谐振Boost变换器——工作原理
谐振阶段持续时间：T2 = t2 – t1，令 iLr(T2) = 0
VS i Lr (T2 ) 0 IS sin nT2 Zn
零电流开关准谐振变换器
—— Buck&Boost 变换器
1
参考文献

《电力电子技术》(第六七八章)习题答案

第6章 PWM 控制技术1．试说明PWM 控制的基本原理。

答：PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。

即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。

在采样控制理论中有一条重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲的面积。

效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。

上述原理称为面积等效原理以正弦PWM 控制为例。

把正弦半波分成N 等份，就可把其看成是N 个彼此相连的脉冲列所组成的波形。

这些脉冲宽度相等，都等于π/N ，但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。

各PWM 脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。

根据面积等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。

对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。

可见，所得到的PWM 波形和期望得到的正弦波等效。

2．设图6-3中半周期的脉冲数是5，脉冲幅值是相应正弦波幅值的两倍，试按面积等效原理计算脉冲宽度。

电力电子技术简答题

1。

晶闸管导通和关断的条件是什么?。

晶闸管可否作线性放大器使用？为什么？要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

晶闸管不能作线性放大器使用。

因为它只有两种状态（导通和截至），没有晶体管、场效应管那样的线性工作区（放大状态）2。

在有源逆变的整流系统中，逆变颠覆的原因是什么?答:逆变运行时，一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。

防止逆变夫败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管,保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角等.逆变失败的原因：触发电路工作不可靠,不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲,如脉冲丢失、脉冲延时等,致使晶闸管不能正常换相.晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。

交流电源缺相或突然消失。

换相的裕量角不足,引起换相失败。

3。

谐振开关逆变技术的主要思想是什么？主要解决电路中的开关损耗和开关噪声问题,使开关频率可以大幅度提高。

通过在开关过程前引入谐振，使开关开通前电压先降到零,关断前电流先降到零，就可以消除开关过程中电压、电流的重叠，降低他们的变化率，从而大大减小甚至消除开关损耗。

同时，谐振过程限制了开关过程中的电压和电流的变化率，这使得开关噪声也明显减小。

4。

简述现代电力电子技术主要研究的内容及其应用领域.现代电力电子技术，是弱电和强电的接口,是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

因此，其主要研究内容为：利用大功率电子器件对电能进行变换和控制，分为电力电子器件构成各种电力变换电路和对这些电路进行控制的技术，以及由这些电路构成电力电子装置和电力电子系统的技术即交流技术还有电力电子制造技术.应用领域：电力电子技术的应用范围十分广泛，它不仅用于一般工业,也广泛应于于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等,在照明、空调等家用电器及其他领域也有着广泛的应用。

零电压开关准谐振电路原理

零电压开关准谐振电路原理
零电压开关准谐振电路是一种电路结构，用于实现高效率的电压转换。

在该电路中，通过控制开关管的导通和截止，使得电感和电容形成一个准谐振回路。

当开关导通时，电感储存能量，当开关截止时，电感释放储存的能量，从而实现电压转换。

该电路的原理是利用开关管的导通和截止，使得电感和电容之间的能量转移达到最大化。

当开关导通时，电流流经电感，此时电感储存了能量。

当开关截止时，电感的磁能转化为电容的电能，从而实现电流的反向传输。

通过控制开关的导通和截止时间，可以使得电感和电容之间的能量转移损耗最小，从而实现高效率的电压转换。

零电压开关准谐振电路的主要优点是转换效率高，损耗小。

同时，由于采用了准谐振结构，可以实现高频操作，从而减小电路的尺寸和成本。

因此，该电路被广泛应用于电力传输和电压转换等领域。

开关电源谐振电路原理

开关电源谐振电路原理
开关电源谐振电路是一种用于开关电源的电路拓扑，它利用谐
振现象来实现高效能量转换。

谐振电路的原理基本上是利用电感和
电容的谐振特性来实现开关管的无损耗开关，从而减小功率开关器
件的损耗，提高整个开关电源的效率。

在开关电源谐振电路中，一般会使用谐振电容和谐振电感来构
成一个谐振回路。

当开关管关闭时，能量从输入端储存在电感和电
容中。

当开关管打开时，储存在电感和电容中的能量被释放，从而
提供给负载。

这种谐振现象可以减小开关管的开关损耗，提高整个
开关电源的效率。

另外，开关电源谐振电路还可以分为串联谐振和并联谐振两种
类型。

串联谐振电路中，电感和电容串联在开关管和负载之间，而
并联谐振电路中，电感和电容并联在开关管和地之间。

它们的工作
原理和特性略有不同，但都是利用谐振现象来提高开关电源的效率。

总的来说，开关电源谐振电路利用谐振现象来实现高效的能量
转换，减小开关损耗，提高整个开关电源的效率。

这种电路在实际
应用中具有重要的意义，可以在不同的电源设计中发挥重要作用。

谐振式开关电源电路图大全（准谐振反激式电源滤波器开关电源）

谐振式开关电源电路图大全（准谐振反激式电源滤波器开关电源）谐振式开关电源电路图（一）谐振式开关电源电路图（二）准谐振反激式开关电源原理分析准谐振反激式开关电源基本原理和等效原理图如图1、2所示。

其中Lm为原边励磁电感，Lk为原边漏感。

电容Cd包括主开关管Q的输出电容Coss，变压器的匝间电容以及电路中的其他一些杂散电容。

Rp为初级绕组的寄生电阻，包括变压器原边绕组的电阻，铜线的高频趋肤效应、磁材料的损耗以及辐射效应的等效电阻。

准谐振反激式开关电源工作在DCM或CRCM状态，副边二极管电流下降到零之后，电容Cd，原边电感Lp=Lm+Lk以及电阻Rp构成一个RLC谐振电路，主开关管Q两端电压Vds将产生振荡。

传统的反激式开关电源主开关管可能Vds振荡波形任一点处开通，视负载情况而定。

而准谐振反激式开关电源，不管负载情况如何，总是在当检测到Vds波形振荡到谷底时，控制器控制主开关管Q开通，降低主开关管Q的开通损耗，同时使得输出电容Cd上的能量损耗达到最小，波形图如图3所示。

图3准谐振模式的实现准谐振模式实现的具体电路如图4、5所示，辅助绕组电压检测信号与控制芯片的7脚相连。

在开关关断期间，如果检测7脚电压偏低及处于振荡的波谷时，通过芯片内部三个比较器，使得芯片内部的QR_DONE信号由0变为1，从而影响芯片内部的振荡器，开启下一周期。

谐振式开关电源电路图（三）准谐振电路分为零电压和零电流模式，理论上也有很多方法能实现准谐振变换，但是由于涉及到比较高的电压，很多方法并不适用于无输入变压器的所谓离线开关电源。

离开实际的电路很难讨论准谐振的原理，我们首先分析一下常见的反激式开关电源工作过程，然后探讨在反激式开关电源中引入零电压ZVC准谐振的方法。

如图2所示为反激式开关电源的基本电路原理图。

VT为开关管，T为高频变压器，D1为整流管，Vin为输入的直流电压，经初级绕组LP加到开关管的漏极（集电极），假定负载二极管为理想的开关。

零电压开关准谐振变换器及UC3861_3868系列控制器的应用_朱富生

变压器 T r 1 的初级电流 IO′、初级电压 VO ′和初级阻抗 ZO ′分别为 :
IO′=IO /N
VO′=VO N ZO′=ZO N 2 为了满足谐振条件 Ir <IO′, 谐振电流 Ir 和谐振回路阻抗 Zr 应为 : Ir ≤IO ′=IO /N
Z
≤VI′Oin
m ax min
=V in maxN IO
与半桥变换器一样 , 在谐振状态下 , 谐振电容两端的电压 (即功率 M OSFE T 承受的反向电压)有可能超过电源输入电压 Vin 。但是 , 通过 M OSF ET 的体二极管或外接的二
图 10 零电压开关准谐振全桥变换器基本电路
图 11 零电压开关准谐振全桥变换器工作波形
-24 - 《国外电子元器件》1997 年第 10 期 1997 年 10 月谐振电源专辑
VO
=t
01
V int 34 +t 02 +t
34
= t
V
03
tin 34 +t34
由此式可得出 :
t 34
=V
V
in
O t 03 -V
O
在功率传输状态下 , 各元件的工作状态及承受的电压和电流如表 5 所列。
2 、零电压开关准谐振单端正激变换器
零电压开关准谐振单端正激变换器原理电路如图 5 所示。可以看出 , 在功率开关管 V T1 两端并联一只谐振电容 Cr , 并且高频变压器 T r1 的磁化电感和漏电感等于所需的谐振电感 Lr , 普通的 PWM 型单端正激变换器即变为零电压开关准谐振单端正激变换器 , 该变换器的工作波形如图 6 所示。
t1 以前 , 续流二极管 V DO 不导通 , V DO 两端电压从 t0 时的 Vin 线性下降到零。在这个过程中 , 输入电压源提供全部输出电流。在 t1 瞬间 , 谐振电感和谐振电容开始谐振 , 谐振电感 L r 中的电流 ILr 开始减小 , 谐振电感两端电压 VLr 改变极性 , 续流二极管 V D o 开始导通 , V DO 两端电压 VVDO 等于零。此时 , 滤波电感 LO 中的贮能通过续流二极管 V D o 释放 , 以便维持恒定的输出电流 IO 。在此过程中 , 续流二极管中的电流 IVDO 逐渐增加 , 滤波电感 LO 中的电流开始线性减小 , 参见图 2 。

准谐振、零电流开关DC

准谐振、零电流开关DC为了减小体积和重量，60年代出现了开关频率高于市电工作频率的开关转换器。

最初，开关转换器的工作频率在20 kHz – 30 kHz 之间。

70年代以后，随着先进器件(比如高速晶体管)的推广应用，开关频率可达到超过100 kHz。

但是，随开关频率升高而增大的开关损耗，严重影响开关转换器的性能。

为了减小开关损耗，出现了开关频率高达 1 MHz 的准谐振、零电流开关(ZCS) DC-DC 转换器。

每个开关器件均在零电流时导通与关断，这样开关损耗只与导通电流有关而与开关频率无关。

在每个开关周期内，转换器都向输出端传输高频能量。

目前，开关转换器通常都封装成高功率密度的砖式模块，如图1 所示。

电源系统设计师在选择DC-DC转换器模块时，通常只考虑体积、效率和价格，但很少考虑电路结构。

由于目前转换器采用的电路结构(基本的电源转换电路)有许多种，所以了解转换器的电路结构，有助于选择适当的转换器。

图1 - 高密度DC-DC 转换器模块，根据输入电压、输出电压和输出功率不同，转换器模块有上千种组合。

这里显示的是体积最小的模块；尺寸为2.28 x 1.45 x 0.5 英寸(57.9 x 36.8 x 12.7 mm)，最大输出功率可达150 W。

本文主要说明准谐振、零电流开关DC-DC 转换器的电路结构和工作原理。

还讨论各种电路结构的不同特点和某些优点。

图2 是一个准谐振、零电流开关DC-DC 转换器的简化电路图。

由于单只固体开关导通时，能量由电源传输到负载，所以这种转换器称为单端正激转换器。

该转换器为准谐振转换器，开关在零电流处转换，真正消除了开关损耗。

但是，它又与谐振转换器不同，电容器Cr 中贮存的能量不能返回到电。

零电流开关准谐振电路原理

零电流开关准谐振电路原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊零电流开关准谐振电路原理，这可真是个有意思的玩意儿啊！你想想看，电流就像一群调皮的小精灵，在电路里跑来跑去。

而零电流开关准谐振电路呢，就像是给这些小精灵们搭建了一个特别的游乐场。

在这个游乐场里呀，有一些神奇的事情在发生。

当开关动作的时候，就好像是打开了一个神奇的大门，让电流能够以一种特别和谐的方式流动。

就好比跳舞一样，它们的节奏把握得恰到好处，不会乱了套。

咱说这零电流开关，它可太重要啦！它能让电路在工作的时候减少很多不必要的损耗。

这就好比你跑步的时候，选择了一条最省力的路，能让你跑得更轻松、更远。

那准谐振又是啥呢？这就像是给电流小精灵们的舞蹈加上了一段美妙的音乐，让它们的动作更加协调、优美。

它能让电路的性能变得更好，效率更高。

你说这神奇不神奇？就好像是有一双看不见的手，在精心地指挥着这一切。

咱再打个比方，这零电流开关准谐振电路就像是一个高效的团队。

每个部分都各司其职，相互配合得无比默契。

开关就像是团队的领导，指挥着电流的流动方向；而准谐振呢，就像是团队里的协调员，让一切都有条不紊地进行着。

在实际应用中，这零电流开关准谐振电路可有着大用处呢！比如在一些电子设备里，它能让设备更加节能、稳定。

这就像是给设备穿上了一件坚固的铠甲，保护着它不受伤害。

你说这技术是不是很厉害？它让我们的生活变得更加便捷、高效。

总之啊，零电流开关准谐振电路原理真的是个值得我们好好研究和探索的领域。

它就像是一个隐藏在电子世界里的宝藏，等待着我们去发现它的美妙之处。

所以啊，朋友们，让我们一起去深入了解这个神奇的世界吧，说不定你就能发现一些意想不到的惊喜呢！这可不是我瞎说，你自己去试试看就知道啦！。

双管准谐振反激技术用于一体机电脑电源的高效率实现

双管准谐振反激技术用于一体机电脑电源的高效率实现在传统的一体机电脑电源中，主要采用单管反激式电源设计。

这种设计中，通过控制单个功率管的开关状态，实现输出电压的调节。

然而，由于功率管的导通和关断过程会引起较大的功率损耗和能量浪费，因此整体电源效率较低。

而采用双管准谐振反激技术的一体机电脑电源能够解决这一问题。

该技术主要通过在电源中加入谐振电路，实现功率管的零电压开关和零电流关断，从而降低功率损耗和提高能效。

在双管准谐振反激技术中，电源的谐振电路由两个功率管和谐振电容构成。

当功率管1导通时，通过谐振电感和谐振电容形成谐振回路，使得输入电压在电源转换过程中能够以较高效率传递给输出负载。

当功率管1关断时，功率管2导通，输出负载电流通过功率管2流回电源，实现能量的回收。

这种双管准谐振反激技术的优势主要体现在两个方面。

首先，双管准谐振反激技术能够实现高效率的能量传输。

通过谐振电路的设计，电源可以在功率切换过程中实现零电压开关和零电流关断。

这样可以大大减少功率损耗，提高能源利用效率。

在一体机电脑电源中，双管准谐振反激技术能够将整体电源效率提高到90%以上，大大降低了电源的能量浪费。

其次，双管准谐振反激技术还具有较低的EMI（电磁干扰）特性。

由于谐振电路的设计，功率管在开关过程中产生的电压和电流波形更为平滑，减少了对电源线路和其他电子设备的电磁干扰。

这对于一体机电脑等需要高稳定性和低干扰的电子设备来说非常重要。

总的来说，双管准谐振反激技术是一种用于一体机电脑电源的高效率实现的技术。

通过有效的能量传输和较低的干扰特性，这种技术能够提供更高的整体电源效率和更好的设备性能。

随着这种技术的应用和发展，未来的一体机电脑电源将能够提供更低的能量消耗和更高的节能效果，实现更加环保和可持续的能源利用。

零电流开关准谐振电路

9/22
8.2 软开关电路的分类
◆零开关PWM电路
●电路中引入了辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过程前后。
●分类
▲零电压开关PWM电路（Zero-Voltage-Switching PWM Converter—ZVS PWM）
▲零电流开关PWM电路（Zero-Current-Switching PWM Converter—ZCS PWM）
◆电力电子电路的高频化 ●可以减小滤波器、变压器的体积和重量，电力电子装置小型化、轻量化。 ●开关损耗增加，电路效率严重下降，电磁干扰增大。
◆软开关技术 ●降低开关损耗和开关噪声。 ●使开关频率可以大幅度提高。
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8.1 软开关的基本概念 8.1.1 硬开关与软开关 8.1.2 零电压开关与零电流开关
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8.2 软开关电路的分类
●准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，因此称之为准谐振。
●开关损耗和开关噪声都大大下降，也有一些负面问题 ▲谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高。 ▲谐振电流的有效值很大，电路中存在大量的无功功率的交换，造成电路导通损耗加大。 ▲谐振周期随输入电压、负载变化而改变，因此电路只能采用脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation—PFM）方式来控制，变频的开关频率给电路设计带来困难。
路中四个开关器件都在零电压的条件下开通。 ●控制方式的特点 ▲在一个开关周期TS内，每一个开关导通的时
间都略小于TS/2，而关断的时间都略大于TS/2。 ▲同一个半桥中上下两个开关不同时处于通态，
每一个开关关断到另一个开关开通都要经过一定的死区时间。
▲互为对角的两对开关S1-S4和S2-S3，S1的波形

基于MATLAB的对零电流开关准谐振变换器的建模与仿真

基于MATLAB的对零电流开关准谐振变换器的建模与仿真发布: 2011-3-17 10:38 | 作者: ——| 来源: 21ICTAG:变换器电路零电流开关（ZCS）准谐振变换器（QRC）因其内在的软开关特点和电路的简单。

而有多种DC/DC变换器的拓扑类型。

一般讲，零电流开关是通过在开关器件上增加一对谐振电感和电容，使其在开关开通和关断时流过开关的电流等于零，从而减少开关损耗以提高开关频率，有助于提高电源的功率密度。

但是在没有一个好的电路模型下，设计基于零电流开关准谐振变换器的可调开关电源并不容易。

因为其非线性和复杂的运行等，零电流开关准谐振变换器的建模相对很难。

本文通过对BUCK电路的零电流开关准谐振变换器的开关过程的分析，简化其开关过程，得到其非线性的等效模型，并在MATLAB对其进行了分析和仿真，包括用MATLAB的控制系统工具箱进行仿真。

而该模型相当逼近的优点，即使在普通的计算机上，也能很快得到准确的仿真结果。

同时，因为该模型是通过分析利用零电流开关运行的特点而建立的，因此也可以将其应用到相关的QRC拓扑电路上，并得到其仿真模型。

2工程仿真软件MATLAB的特点比较目前常用的BASIC，FORTRAN和C语言等编程仿真程序，它们都要求编程者既对物理模型和有关算法有深刻的了解，而且还需要熟练掌握所用语言及编程技巧，即使如此，由于缺乏强有力的图形输出支持，使人机界面难以达到令人满意的理想效果。

而对用户而言，要求其同时具备这两方面的能力是有一定难度的，因此编制、调试程序成为一项很繁杂的工作。

MATLAB是由MathWork公司出版发行的著名数学分析软件。

作为当今流行的第四代编程语言，完全可以克服这些困难，使科技人员从繁琐的程序代码中解放出来，成为当前各个科研工作者的有力工具。

MATLAB包含核心部分和各种可选的工具箱两个部分。

它具有以下几个显著特点：1）高效方便的矩阵运算MATLAB给出了矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效和方便。

零电流开关电流源谐振逆变器拓扑和参数计算

收稿日期:2000210216作者简介:王汝文(19422),女,四川籍,教授,从事电力电子技术、微机控制和电器智能化教学和科研。

零电流开关电流源谐振逆变器拓扑和参数计算王汝文,姚建军,姚晓莉,葛良安(西安交通大学,陕西西安710049)摘要:本文提出了一种电流源输出的LCC 串并联谐振型逆变器(LCC 2SPRI )主电路。

逆变器能在负载阻抗较大幅度变化时保持输出电流基本恒定,槽路电流与负载电流相当,并能实现逆变开关零电流开通和关断。

文章给出了槽路参数的设计方法及计算机仿真和实验室实验结果。

关键词:谐振逆变器;槽路电流;零电流开关中图分类号:T M925131 文献标识码:A 文章编号:100323076(2001)03200142051　概述谐振逆变器兼具硬开关逆变器和负载换相逆变器特点,理论上可作到零电压或零电流开关换流,基本无开关损耗。

而LCC 2SPRI 串并联谐振逆变器比LC 串联和LC 并联谐振逆变器具有更好的调节性和负载适应性[1,2],只要选择开关频率就可以方便地实现电压源和电流源两种运行方式,而无需附加其它无功元件[2,3]。

某些需要电流源供电的负载,如有的新型光源、直—直变换的高频中间环节等常用这种电路[3—5]。

但这种变换器槽路电流大,流过开关器件的电流大,且加上负载后,电路实际振荡频率改变,开关不能做到零电压或零电流通断,开关损耗增加。

通常为了减小开关损耗,一般是改变逆变开关工作频率,使其在电流或电压过零时换相。

这不仅会影响逆变器输出的恒流、恒压性能,也将使逆变器输出功率因数降低。

本文以串并联谐振逆变器(LCC 2SPRI )电路为基础,提出一种电流源输出的谐振逆变器电路拓扑。

电路利用负载回路串联电感实现电流源功能,利用槽路并联电容对负载回路电流的补偿作用减小槽路电流。

通过对电路状态方程求解,以逆变开关零电流换相、负载电流的恒流度、限制槽路电流为目标,探讨槽路参数计算方法,并给出有关的计算曲线及仿真和实验波形。

实验一BuckZCS软开关电路实验

实验一Buck ZCS 软开关电路实验一．实验目的1．加深对零电流准谐振软开关电路工作原理的理解；2．了解零电流准谐振软开关电路的调试方法；3．了解零电流准谐振软开关电路的优缺点。

二．实验电路原理及实验线路为了改善开关管的工况，在20世纪80年代出现了准谐振软开关变换器技术。

对于零电流准谐振软开关电路的基本思想是：在开关管串接一电感L r，和电容C r谐振，在开关管开通之前，谐振电感L r中的电流为零，当开关管开通时，谐振电感L r限制开关管中的电流从零上升，从而实现了开关管的零电流开通；当开关管关断时，L r和C r谐振，从而使L r中的电流回到零，从而实现了开关管的零电流关断。

本实验现以Buck ZCS 变换器为例，分析其电路工作原理，如图3-66所示：图3-66 Buck ZCS变换器工作原理及波形图在一个开关周期T 中，该变换器有四种开关状态。

在分析之前，作出如下假设：1）所有开关管、二极管均为理想器件； 2）所有电感、电容和变压器均为理想元件； 3） L f 》L r ；4） L f 足够大，在一个开关周期中，其电流基本保持不变，为I O 。

这样L f 和C f 以及负载电阻可以看成一个电流为I O 的恒流源。

这里给出以下物理量的定义：特征阻抗r Z =谐振角频率ω1/=；谐振频率ωπ12r f ==谐振周期12r rT f == 1．电感充电阶段[t 0,t 1]在t 0时刻之前，开关管Q l 处于关断状态，输出滤波电感电流I 0通过续流二极管D 1流过。

谐振电感电流i Lr 为O ，谐振电容电压V Cr 也为O 。

在t 0时刻，Q 1开通，加在L r 上的电压为V in ，其电流从O 线性上升，因此,Q 1是零电流开通。

0()()Lt rinV i t t t L =- 而D1中的电流为：0()()D1inO rV i t I t t L =--在t 1时刻，i Lr 上升到I 0，此时i D1=O ，D1自然关断。

准谐振资料开关电源

Quasi-Resonant (准谐振) Converter Topology :简介：Advantage：1)可以降低MOSFET 开关损耗，从而提高可靠性2)可以改善EMI 特性，在增加功率传输效率的同时减少EMI 干扰，减少滤波器使用数量，降低成本备注：谐振电路的定义—在具有R 、 L、 C 的交流电路中，电路两端的电压和电流位相一般是不同的，如果通过变更L 、C的参数或电源频率使其达到电压与电流的位相相同，此时电路呈现纯电阻性，这种状态就叫做谐振。

在这种情况下，电路的电阻值达到极值（最大或者最小）。

谐振分为串联谐振和并联谐振。

3)当工作在 discontinuous conduction mode 时，转换器会侦测到drain （漏极）电压波谷并在drain电压最小时开启MOSFET.当工作在 continuous conduction mode 时，转换器会工作在固定工作频率。

工作机理：1）当MOSFET 在导通时（Ton），输入电压Vin加在初级线圈上 Lm ，此时MOSFET 电流Ids 从0线性增加至最大值Ipk，在这段时间内，能量储存在初级电感，为（Lm*Ipk*Ipk）/2 .2）当MOSFET 关闭时，储存在线圈中的能量导致次级输出端的整流二极管开启。

在二级管开启的时间内（Td），输出电压Vo施加在次级线圈上，此时整流二极管的电流从最大值Ipk*Np/Ns线性减少, 而此时输入电压Vin和次级线圈反馈到初级线圈的点烟V0*Np/Ns 叠加到FET 上。

3）当二极管电流降至0时，FET的Vds 电压通过初级线圈Lm以及FET 的输出电容Coss以振幅V0*Np/Ns开始共振。

当Vds达到最小值时，准谐振开关开启MOSFET。

这样就可以减少由于漏极与源极之间的电容导致的开关损益。

这就是所谓的ZVS .4）当输出负载减少或者输入电压增大的时候， MOSFET 的Ton会减少并且开关频率增加。