5.3-zvs准谐振buck_boost
新型ZVS型Buck的ZVS QRC的设计
图XXX 表示 需要实际仿真后需要替换的项目，放在在这里仅仅为了做例子 公式 表示未经过仿真所计算的电路数据，仿真时可根据需要自行修改数据1、引言为减小DC ／DC 变换器尺寸和损耗，必须提高变换器开关频率，而开关频率的提高会直接提高开关损耗．引入软开关技术可解决这个矛盾.这里主要研究Buck 变换器的软开关电路，并通过仿真寻找软开关实现的条件。
课本提出一些软开关技术。
但均存在不足。
这里提出一种改进ZVS QRC Buck 变换器。
可有效降低器件电压应力。
为适应谐振过程还需设置一定死区。
2、ZVS 型Buck 准谐振电路2.1、电路结构图1为ZVS-Buck-QRC 电路结构。
图1 ZVS-Buck-QRC 电路结构in U 为直流输入电源；开关管1V 、续流二极管VD 、输出滤电感f L 、输出滤波电容f C 和负载R 构成基本Buck 电路；反并联二极管1VD 、谐振电容r C 和谐振电感r L ，用来实现软开关。
简单来说，当1V 为关断状态时，r C 、r L 串联谐振，使1V 实现ZVS 开通；当1V 为开通状态即将关断时，并联电容r C 可有效抑制1V 两端电压上升速度，降低关断损耗，抑制电压尖峰。
2.2软开关工作条件1V 工作在ZVS 开通状态，则必须在r C 两端电压Cr u 已为零而r L 上电流Lr i 还未衰减到零的时段内向1V 发送开通信号。
1V 从上个周期关断到这个周期开通的时间间隔（即关断时间）可表示为：)1(D T T g off -= （1）式中：D 为V 1门级脉冲的占空比。
谐振周期r r r L C T π2=。
即要实现1V 的ZVS 开启，需满足：r off rT T T <<2（2）2.3、电路参数设计in U 为2.9~3.1V ，额定3V ；输出直流电压0U 为0.4~0.45V ；额定功率0P =280W ；开关频率g f =500kHz 。
Boost ZVS软开关电路
Boost ZVS软开关电路实验电路原理及实验线路准谐振零电压软开关电路的基本思想是：谐振电容Cr基本上是与开关管Q1并联的，在开关管导通时，谐振电容Cr上的电压为零；当开关管关断时，Cr限制开关管上电压的上升率，从而实现开关管的零电压关断；当开关管导通时；Lr和Cr谐振工作使Cr上的电压回到零，从而实现开关管的零电压开通。
其工作原理如图3-69所示：图3-69工作原理及波形图在一个开关周期T r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；、③L f>>L r；④L f足够大，在一个开关周期中，其电流基本保持不变，为I i，这样L f和输入电压V in可以看成一个电流为I i的恒流源；⑤C f足够大，在一个开关周期中，其电压基本保持不变，为Vo，这样C f和负载电阻可以看成一个电压为Vo的恒压源。
这里给出以下物理量的定义：①特征阻抗②谐振角频率③谐振频率④谐振周期1．电容充电阶段[t0,t1]在t0时刻之前，开关管Q1导通，输入电流I i经过Q1续流，谐振电容Cr，上的电压为O。
D1处于关断状态，谐振电感Lr的电流为零。
在t0时刻，关断Q1，输入电流I i从Q1中转移到Cr中，给Cr充电，电压从O开始线性上升，由于Cr的电压是慢慢开始上升的，那么Q l就是零电压关断。
在此开关模态中，Cr的电压为：在t1时刻,Vcr上升到输出电压Vo，开关模态1结束，它的持续时间为：2．谐振阶段[t1,t2]从t1时刻起，D1开始导通，Lr与C r谐振工作，谐振电感电流i Lr从O开始增加，i Lr和Vcr的表达式为：经过T r/2，到达t1a时刻，i Lr等于I i，此时Vcr到达最大值Vcrmax。
V crmax=Vo+I i Z r从t1a时刻开始，i Lr大于I i，此时Cr开始放电，其电压开始下降。
在t1b时刻，V Cr减小到O，并且开始变为负电压；在t2时刻，V Cr从负电压上升到O，此时开通Q l，则Q1为零电压开通。
(完整版)BUCK和BOOST电路
(完整版)BUCK和BOOST电路在电子技术领域，BUCK和BOOST电路是两种常见的电源转换器。
它们分别将低压直流电(LDC)转换为高电压直流电(HVC)和将高电压直流电降低到低电压直流电(LDC)。
本文将对这两种电路进行详细的理论分析，探讨它们的工作原理、优缺点以及应用场景。
我们来了解一下BUCK电路。
BUCK电路是一种降压型转换器，其主要特点是输出电压可调，且输出电压与输入电压之间存在一定的关系。
BUCK电路的基本结构包括一个开关管、一个电感和一个二极管。
当开关管导通时，电感中储存的能量被释放，二极管导通，使得负载上的电流得到提升；当开关管截止时，电感中储存的能量无法释放，二极管截止，使得负载上的电流减小。
通过调整开关管的占空比，可以实现对输出电压的调节。
接下来，我们来探讨一下BOOST电路。
BOOST电路是一种升压型转换器，其主要特点是输出电压稳定，且输出电压与输入电压之间存在固定的关系。
BOOST电路的基本结构包括一个开关管、一个电感、一个二极管和一个稳压器。
当开关管导通时，电感中储存的能量被释放，二极管导通，使得负载上的电流得到提升；稳压器将输入电压升高到设定值，使得输出电压保持稳定。
通过调整开关管的占空比，可以实现对输出电压的调节。
那么，BUCK电路和BOOST电路各自有哪些优缺点呢？BUCK电路的优点主要表现在成本低、体积小、效率高等方面。
BUCK电路的缺点也比较明显，主要体现在输出电压稳定性较差、噪音较大等方面。
而BOOST电路的优点主要表现在输出电压稳定、噪音较小等方面。
BOOST电路的缺点也比较明显，主要体现在成本较高、体积较大、效率较低等方面。
在实际应用中，BUCK电路和BOOST电路各有适用的场景。
例如，BUCK电路适用于对输出电压稳定性要求不高的场合，如充电器、电池充放电等；而BOOST电路适用于对输出电压稳定性要求较高的场合，如LED照明、电力传输等。
BUCK电路和BOOST电路作为两种常见的电源转换器，各自具有一定的优势和局限性。
新型ZVS型Buck的ZVS QRC的设计
图XXX 表示 需要实际仿真后需要替换的项目，放在在这里仅仅为了做例子 公式 表示未经过仿真所计算的电路数据，仿真时可根据需要自行修改数据1、引言为减小DC ／DC 变换器尺寸和损耗，必须提高变换器开关频率，而开关频率的提高会直接提高开关损耗．引入软开关技术可解决这个矛盾.这里主要研究Buck 变换器的软开关电路，并通过仿真寻找软开关实现的条件。
课本提出一些软开关技术。
但均存在不足。
这里提出一种改进ZVS QRC Buck 变换器。
可有效降低器件电压应力。
为适应谐振过程还需设置一定死区。
2、ZVS 型Buck 准谐振电路2.1、电路结构图1为ZVS-Buck-QRC 电路结构。
图1 ZVS-Buck-QRC 电路结构in U 为直流输入电源；开关管1V 、续流二极管VD 、输出滤电感f L 、输出滤波电容f C 和负载R 构成基本Buck 电路；反并联二极管1VD 、谐振电容r C 和谐振电感r L ，用来实现软开关。
简单来说，当1V 为关断状态时，r C 、r L 串联谐振，使1V 实现ZVS 开通；当1V 为开通状态即将关断时，并联电容r C 可有效抑制1V 两端电压上升速度，降低关断损耗，抑制电压尖峰。
2.2软开关工作条件1V 工作在ZVS 开通状态，则必须在r C 两端电压Cr u 已为零而r L 上电流Lr i 还未衰减到零的时段内向1V 发送开通信号。
1V 从上个周期关断到这个周期开通的时间间隔（即关断时间）可表示为：)1(D T T g off -= （1）式中：D 为V 1门级脉冲的占空比。
谐振周期r r r L C T π2=。
即要实现1V 的ZVS 开启，需满足：r off rT T T <<2（2）2.3、电路参数设计in U 为2.9~3.1V ，额定3V ；输出直流电压0U 为0.4~0.45V ；额定功率0P =280W ；开关频率g f =500kHz 。
(完整word版)新型ZVS型Buck的ZVS QRC的设计
图XXX 表示 需要实际仿真后需要替换的项目，放在在这里仅仅为了做例子 公式 表示未经过仿真所计算的电路数据，仿真时可根据需要自行修改数据1、引言为减小DC ／DC 变换器尺寸和损耗，必须提高变换器开关频率，而开关频率的提高会直接提高开关损耗．引入软开关技术可解决这个矛盾.这里主要研究Buck 变换器的软开关电路，并通过仿真寻找软开关实现的条件。
课本提出一些软开关技术。
但均存在不足。
这里提出一种改进ZVS QRC Buck 变换器。
可有效降低器件电压应力。
为适应谐振过程还需设置一定死区。
2、ZVS 型Buck 准谐振电路2.1、电路结构图1为ZVS-Buck-QRC 电路结构。
图1 ZVS-Buck-QRC 电路结构in U 为直流输入电源；开关管1V 、续流二极管VD 、输出滤电感f L 、输出滤波电容f C 和负载R 构成基本Buck 电路；反并联二极管1VD 、谐振电容r C 和谐振电感r L ，用来实现软开关。
简单来说，当1V 为关断状态时，r C 、r L 串联谐振，使1V 实现ZVS 开通；当1V 为开通状态即将关断时，并联电容r C 可有效抑制1V 两端电压上升速度，降低关断损耗，抑制电压尖峰。
2.2软开关工作条件1V 工作在ZVS 开通状态，则必须在r C 两端电压Cr u 已为零而r L 上电流Lr i 还未衰减到零的时段内向1V 发送开通信号。
1V 从上个周期关断到这个周期开通的时间间隔（即关断时间）可表示为：)1(D T T g off -= （1）式中：D 为V 1门级脉冲的占空比。
谐振周期r r r L C T π2=。
即要实现1V 的ZVS 开启，需满足：r off rT T T <<2（2）2.3、电路参数设计in U 为2.9~3.1V ，额定3V ；输出直流电压0U 为0.4~0.45V ；额定功率0P =280W ；开关频率g f =500kHz 。
电力电子Ⅱ--ZCS、ZVS实验指导书
iLr(t ) = I 0 +
Vin sin ( t − t 1) Zr
Vcr(t ) = Vin 1 − cos (t − t 1)
经过 1/2Tr，到达 t1a 时刻，iLr 减小到 I0，此时 Vcr 达到最大值 Vcrmax=2Vin 。 在
t1b 时刻，iLr 减小到 O，此时开关管 Q1 的反并二极管 DQl 导通， iLr 继续反方
结束，它的持续时间为：
t 23 =
4.自然续流阶段 t 3,t 4
LrILr( t 2) Uo
在此开关模态中， 谐振电感 Lr 和谐振电容 Cr 停止工作， 输入电流 Ii 经过 Ql 续流，
70
负载由输出滤波电容提供能量。 在 t4 时刻，Q1 零电压关断，开始下一个开关周期。 实验线路如图 3-69 所示：
3．电感放电阶段[t2,t3 ] 在此开关模态中，Q1 开通，输入电流 -Vo，那么 iLr 线性减小。
1 −(
Vo 2 ) IiZr
Ii 流经 Q1，此时加在谐振电感两端的电压为
iLr( t ) = I Lr( t 2) −
在
Vo ( t − t 2) Lr
t3 时刻，iLr 减小到 O，由于 D1 的阻断作用，iLr 不能反方向流动，此开关模态
图 3-69
Boost ZVS 实验线路图
三． 实验内容
1． 示波器观察 Boost ZVS 电路的各个测量点波形，分析其工作原理； 2． 了解 Boost ZVS 电路的优缺点。
四． 实验设备及仪器
1．电力电子技术探究性实验平台； 2． DDS 35“准谐振软开关电路”实验挂箱； 3． NMCL-50 数字直流表； 4. 数字式万用表； 5．示波器等。
Buck-Boost变换器基本公式和概念
Buck转换器CCM (1)纹波电压 (1)纹波电流 (1)Buck转换器DCM (2)纹波电压 (2)DCM工作原理 (2)电感峰值电流 (4)电压变换比 (5)Boost转换器CCM (6)电流纹波 (7)电压纹波 (8)Boost转换器DCM (9)纹波电压 (9)DCM工作原理 (9)电感峰值电流 (11)电压变换比 (12)变换器的特性总结 (13)PWM模式 (14)PFM模式 (14)时钟模式PFM（Clocked PFM） (14)跳周期PFM（Skipping Cycles） (15)电压模式 (18)电流模式 (19)峰值电流控制模式 (20)平均电流控制模式 (20)开关电源指标 (21)功耗分析 (21)切换原理 (24)Boost能量传输 (25)负载调整率 (25)电压调整率 (25)斜坡补偿 (26)Buck 转换器 CCM纹波电压20208S V D V T LC∆=1200211021111()222888t S S C S S S t TT V V D I I V i dt T D T T C C C C L LC∆∆∆=====⎰纹波电流22g g sL s V V V DD T i DT LL'-∆==结论：纹波电流和负载无关Buck 转换器 DCM纹波电压20012()1()2S T I I V D D C I∆-∆=+∆1200121()11()2t S C t T I I V i dt D D C C I∆-∆==+∆⎰DCM 工作原理模式下Buck 变换器等效电路IQ1导通电感电压()()L g g v t V v t V V =-≈-电容电流()()()()c L L v t Vi t i t i t R R=-≈- IID1导通电感电压()()L v t v t V =-≈- 电容电流()()()()c L L v t V i t i t i t R R=-≈- III 电流断续电感电流0L i = 电感电压0L v = 电容电流()()()()c L v t v t Vi t i t R R R=-=-≈- 电感峰值电流()()/D c i t i t V R =+积分取平均11()()/sst T t T D c ttssi t dt i t dt V R T T ++=+⎰⎰由于电容平均电流是零/D i V R ⇒= 电容充电平衡，电感峰值电流12g pk L s V V i i DT L-=∆=面积相等121121()()2()()2Lpk s s L g i t dt i D D T D Ti V V D D L =+=-+⎰112()()2sg D T V V V D D R L⇒=-+电压变换比联立电感伏秒平衡以及电容充电平衡112112()()2g s g D V V D D D T V V V D D R L⎧=⎪+⎪⎨⎪=-+⎪⎩g V V ⇒== 2SL K RT =随着占空比的增大Buck 变换器的工作状态由DCM 转换成CCM(,)D CCM M D K DCM ⎧⎪=Boost 转换器 CCM开关在位置1时电感电压和电容电流：,/L g C v V i V R ==- 开关在位置2时电感电压和电容电流：,/L g C v V V i I V R =-=-在一个周期内电感充放电能量相等，即能量变化为0。
VICOR专利拓扑原理分析 之 ZVS BUCK-BOOST
VICOR专利拓扑原理分析 之 ZVS BUCK-BOOSTVICOR PRM模块是一款非隔离的稳压升降压电源。
最大功率能做到500W，最大体积：32.5*22*6.73mm,效率能够达到97.8%，采用的是VICOR的ZVS BUCK-BOOST拓扑。
因为是软开关技术，开关频率能够达到2MHZ。
下面分析下工作原理：ZVS BUCK-BOOST工作在三个模式：Vin<Vout; Vin=Vout; Vin>Vout当Vin<Vout时：1.Q1与Q4导通（上一个周期的电感储存的能量使得Q1零电压导通），电感L充电储能，电感上电压等于输入电压Vin,电感电流从零线性上升。
Q4关断，电感电流不能突变，Q4结电容充电，Q3结电容放电，Q3 Vds电压接近于零，为零电压开通创造条件。
2. Q3零电压导通，电感上电压大小为Vout-Vin,电感开始给输出传递能量，电感电流开始线性下降。
关断Q1，电感L继续放电，Q1结电容充电，Q2结电容放电，直到Q2体二极管导通，为Q2零电压导通创造条件3. Q2零电压导通，电感L继续放电，电感两端电压为Vout,电流变小，直到电感放完电电感L放完电后，电感反向充电，当电感中出现反向小电流时，关断Q3，电感电流不能突变，Q3结电容充电，Q4结电容放电，为Q4零电压导通创造条件4. Q4零电压导通，电感两端电压为零，所以di/dt=0,电感电流很小为常数，恒定不变。
关断Q2，电感电流不能突变，Q2结电容充电，Q1结电容放电，直到Q1体二极管导通，为Q1零电压导通创造条件这样就是一个完整的开关周期。
当Vin=Vout时，第一个过程相同（Q1，Q4导通），第二个过程（Q1，Q3导通），因为输入电压等于输出电压，所以电感上电压等于零，电感上电流恒定不变。
下面是整个周期的电感电压，电流波形。
与Vin<Vout不同文件名: 新建 Microsoft Office Word 文档.docx目录: C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents 模板: C:\Documents and Settings\Administrator\Application Data\Microsoft\Templates\Normal.dotm标题:主题:作者: 关键词:备注:创建日期: 2014‐6‐21 9:38:00修订号: 1上次保存日期:上次保存者:编辑时间总计: 0 分钟上次打印时间: 2014‐6‐21 9:40:00打印最终结果页数: 5字数: 123 (约)字符数: 705 (约)。
一种改进型ZVS-Boost电路的研究
一种改进型ZVS-Boost电路的研究李明【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2014(31)3【摘要】对几种常见的基于软开关技术的PFC电路的拓扑结构、工作原理和控制方法进行了分析，指出了各自优缺点及适用场合。
研究了ZVS-Boost软开关PFC 电路的基本结构、工作原理及软开关实现原理，在此基础上提出了一种改进型ZVS-Boost电路。
%This paper analyzed several common PFC circuit topology based on soft-switching technology,operation principle and control methods,and pointed out the advantages and disadvantages of each occasion.The basic structure of the soft-switching of ZVT-Boost PFC circuit,the basic working principle and implementation principle of soft switching is researched,and an improved ZVT-Boost circuit is proposed.【总页数】3页(P42-44)【作者】李明【作者单位】阳江职业技术学院，广东阳江 529566【正文语种】中文【中图分类】TM464【相关文献】1.一种改进型固定关断时间PFC电路的研究 [J], 葛健;金龙;徐捷2.一种改进型蔡氏电路的PSPICE仿真研究 [J], 杨君玲;吴英;柏俊杰;李建兴3.一种改进型蔡氏电路混沌同步的仿真研究 [J], 任艳君;李修云4.一种改进型高灵敏度自平衡电路的研究与设计 [J], 李文强;杨录5.一种改进型MOSFET隔离驱动电路研究 [J], 林为因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
六种基本DCDC变换器拓扑结构总结
六种基本DC/DC变换器拓扑，依次为buck,boost,buck-boost,cuk,zeta,sepic变换器半桥变换器也是双端变换器,以上是两种拓扑。
半桥开关管电压应力为输入电压.而且由于另外一个桥臂上的电容,具有抗偏磁能力,但是对于上面一种拓扑,通常还会加隔直电容来提高抗偏磁能力.但是如果采用峰值电流控制,要注意一个问题,就是有可能会导致电容安秒不平衡的问题.要需要其他方法来解决。
半桥变换器可以通过不对称控制来实现ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比为D,另外一个就为1-D.就是所谓的不对称半桥,通常采用下面一种拓扑.对于不对称半桥可以采用峰值电流控制。
正激变换器绕组复位正激变换器LCD复位正激变换器RCD复位正激变换器有源钳位正激变换器双管正激吸收双正激有源钳位双正激原边钳位双正激软开关双正激推挽变换器无损吸收推挽变换器推挽变换器:推挽变换器是双端变换器.其实是两个正激变换器通过变压器耦合而来,基本推挽变换器好处是驱动不需隔离,变压器双端磁化,只要两个开关管.但是,变压器绕组利用率低,开关管电压应力为输入两倍,所以一般只适合低压输入的场合.而且有个问题就是会出现偏磁,所以要采用电流型控制等方法来避免.如果将两个双管正激同样耦合,可以构成四开关管的推挽变换器,也就是所谓的双双管正激.其管子电压应力下降为输入电压.其他等同.推挽正激是最近出现的一种新拓扑,通过一个电容来解决变换器漏感尖峰,偏磁等问题.在VRM中有应用.半桥变换器也是双端变换器,以上是两种拓扑.半桥开关管电压应力为输入电压.而且由于另外一个桥臂上的电容,具有抗偏磁能力,但是对于上面一种拓扑,通常还会加隔直电容来提高抗偏磁能力.但是如果采用峰值电流控制,要注意一个问题,就是有可能会导致电容安秒不平衡的问题.要需要其他方法来解决.半桥变换器可以通过不对称控制来实现ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比为D,另外一个就为1-D.就是所谓的不对称半桥,通常采用下面一种拓扑.对于不对称半桥可以采用峰值电流控制.全桥变换器全桥变换器在大功率场合是最常用了,特别是移项ZVS和ZVZCS 接下去,会收集一些三电平变换器贴出来,在以后就给出boost族的隔离变换器....反激变换器.....正反激变换器......APFC.....PPFC.... 单级PFC.....谐振变换器等.....三电平变换器(three level converter)选了看起来比较舒服的两个拓扑,这些三电平是半桥演化而来,同样可以演化出多电平变换器,合适高压输入场合.而且可以通过全桥的移相控制方式实现软开关.。
(完整版)BUCK和BOOST电路.doc
直流 BUCK 和 BOOST 斩波电路一、 BUCK 电路降压斩波电路(Buck Chopper)Q 为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation 脉宽调制 ) 信号，信号周期为Ts，则信号频率为 f=1/Ts ，导通时间为 Ton，关断时间为 Toff ，则周期 Ts=Ton+Toff ，占空比 Dy= Ton/Ts。
负载电压的平均值为：U oton U iton U i aU i tontoff T式中 t on为 V 处于通态的时间， t off为 V 处于断态的时间， T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比( α =t on/T) 。
由此可知，输出到负载的电压平均值U O最大为 U i，若减小占空比α，则 U O随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。
工作原理为 :当在 t on状态时，电源为这个电路供电，并对电感和电容充电，负载电压缓慢上升到电源电压。
当 t off状态时，电源电压为断开状态，系统供电依靠电感和电容的储能供电。
所以是一个递减的电压。
所以系统的这个工作流程为，周期性的电源供电方式，而输出的负载的电源大小取决于周期中的占空比。
U GE t off+C E + L 1 +ton tTU iG U DVC1 R Uo Uit DU D- - - U Ot(a) 电路图(b) 波形图（实验结果）图 1 降压斩波电路的原理图及波形二、 BOOST 电路开关管作。
电感Lf Q 也为 PWM 控制方式，但最大占空比Dy 必须限制，不允许在 Dy=1 的状态下工在输入侧，称为升压电感。
Boost 变换器也有 CCM 和 DCM 两种工作方式升压斩波电路(Boost Chopper)U i I 1t on=(U O-U i) I 1t off上式中的工作原理t on t offU iTU o U it off t offT/t off≥ 1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。
Boost变换器和Boost—ZVT变换器的比较研究
Boost变换器和Boost—ZVT变换器的比较研究作者：万力 荣军梁凯张晓凡来源：《计算技术与自动化》2015年第04期摘要：介绍普通Boost 变换器和BoostZVT变换器的工作原理，指出Boost 变换器的开关管工作在硬开关状态，而BoostZVT变换器的主开关管工作在软开关状态。
通过理论分析可以知道BoostZVT变换器的效率更高，然后将两种电路应用于单相功率因数校正电路中。
最后在Pspice软件环境下搭建功率因数校正电路Boost变换器与BoostZVT变换器的仿真模型并进行仿真，并对仿真结果进行分析和比较，指出了它们各自的优点与缺点。
关键词：Boost变换器；BoostZVT变换器；硬开关；软开关；建模与仿真中图分类号：G642文献标识码：A1引言目前，普通Boost变换器一直作为升压变换器，将一种直流电变换成更高电压的直流电，其实它也被应用于功率因数校正技术中。
传统的Boost变换器主开关管工作在硬开关状态，其特点是电路结构简单，能够使输入电流波形跟随输入电压波形，因而控制简单；缺点是开关工作在硬开关状态，有很大的开关损耗损耗，同时还会产生严重的电磁干扰。
因此，在普通Boost变换器中采用软开关技术不但可以提高开关频率，还能解决开关损耗和二极管反相恢复等4大难题[1][2]。
比如比较典型的软开关电路Boost-ZVT变换器，其特点通过一个辅助开关使主开关管工作在软开关状态，从而能够提升变换器效率。
2普通Boost变换器的工作原理普通Boost变换器的工作电路和工作波形如图1（a）和（b）所示[3]，其工作原理如下，首先认为图1（a）所示升压电感L和输出电容C0很大。
当开关管Tr处于开通状态时，整流后得直流电压E向电感L进行充电，电流I1保持恒定；同时输出电容C0上向负载R供电，因C0值很大，所以负载R上的输出电压U0为固定不变。
设开关管Tr处于开通状态的时间为ton，这个阶段升压电感L上积蓄的能量为EI1ton。
5.3-zvs准谐振buck_boost
—— Buck&Boost 变换器
1
参考文献
[1] SIOMN ANG, ALEJANDRO OLIVA. 开关功率变换 器——开关电源的原理、仿真和设计，机械工业出版社 3.7 零电压开关准谐振Buck变换器 3.8 零电压开关准谐振Boost变换器
零电压开关准谐振Buck变换器——工作原理
v Cr (T2 ) VS Z n I 0 sin(nT2 ) 0
阶段 2 持续时间： T2
arcsin(VS / Z n I 0 )
n
n
α∈（ 3 π /2 ，2 π ）
t2 时刻，Cr 完全把能量回馈给输入源后，阶段 2 结束 Cr 上电压为 “负” 时，开通 QS
3、谐振电感、电容为无损、没有寄生参数的理想元件。
开关管 QS 关断前：流过输入电流 IS
续流二极管 Dfw 处于关断状态
18
零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
阶段1（0 ＜ t ≤ t1）
0 时刻，开关管 QS 关断， 阶段 1 开始 谐振电容 Cr 被充电
Cr
dvCr dt
IS
CrVa IS
全波ZVS准谐振Boost变换器：
Va f n VS fS
28
零电压开关准谐振Boost变换器——例题1
例 下图所示的 ZVS 准谐振Boost变换器，输入电压为
12 V，输出电压为24 V，负载电阻为6Ω。谐振电感Lr和 谐振电容Cr的值分别为2μH和79nF。求解： (1) 开关频率fs； (3) 谐振电感峰值电流； (2) 谐振电容被充电时间； (4) 谐振电容峰值电压。
零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
BUCK-BOOST电路(电压反馈)原理图及应用分析
BUCK-BOOST电路（电压反馈）原理图及应用分析这个电路我调试了三天才调出一点眉目来，起初我以为是在光耦那里出了问题，反复修改那部分电路，只是在空载的情况下可以，一加100欧以内的功率负载，输入直流稳压电源就稳流了，怎么改都不行。
加跟随，换成ISO124隔离都不能带负载，最后来了个绝的，把自己绕制的1mH的小功率电感换成500uH/6A 的大功率电感之后，带负载就不稳流了。
1~3A负载电流都可以实现。
我总结了一下开关电源调试技巧：1、输出反馈电压与比较参考电压是否合理？2、栅源之间PWM是否正常，有无？占空比是否正确（是升压还是降压？）？开关频率是否设置合理（这关系到开关损耗和输出纹波电压）？3、UC3525供电电压是否在正常范围？共“地”问题是否处理好？4、电感（磁芯、通过电感的电流I、电感感值L、开关频率f）。
这些都是在平时调试开关电源电路时所必须注意的地方，当然可能有些地方没有顾及到。
总结：1．SG3525的PI调节部分确实很关键，这个部分没做好，题目中什么指标都免谈，本次使用204的可调电阻和105串联，最后在与682的瓷片电容并联。
2．开关管的DS之间并联一个电容作为吸收电路，此电容不宜过大（如474的电容），否则会导致开关管发热严重，主干电路的输入电流无谓的增加了几十mA，一般可选择100-470之间的值（一般情况下），也可以与一个小电阻（10-100）串联3．SG3525的10脚，可以接一个2K的电阻到地，亦可以用来作为一个电流反馈端，用作保护作用。
（类似于UC3842的电流反馈的功能）（如果用直流电源作为输入的，而且容易恒流的话，可用此法）4．纹波测试技巧：示波器探头夹在电容两端，越近越好，这样测试纹波则相当小。
5．电压跟随电路（暂对于直流）的性能分析：OPA277 OP07 NE5532/NE5534效果依次递减。
原因：输入失调电压，输入失调电流，以及输入失调电压温漂，输入失调电流温漂越小，跟随性能越好。
BOOST ZVS软开关谐振电路
实验报告课程名称：电力电子技术2 指导老师：王正仕 愈勇祥 成绩：__________________ 实验名称：Boost ZVS 软开关电路 同组学生姓名：王道翔一． 实验目的1．加深对零电压准谐振软开关电路工作原理的理解； 2．了解零电压准谐振软开关电路的调试方法； 3．了解零电压准谐振软开关电路的优缺点。
二． 实验电路原理及实验线路准谐振零电压软开关电路的基本思想是：谐振电容Cr 基本上是与开关管Q1并联的，在开关管导通时，谐振电容Cr 上的电压为零；当开关管关断时，Cr 限制开关管上电压的上升率，从而实现开关管的零电压关断；当开关管导通时；Lr 和Cr 谐振工作使Cr 上的电压回到零，从而实现开关管的零电压开通。
其工作原理如图3-69所示：图3-69工作原理及波形图在一个开关周期T r 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； 、 ③L f >>L r ；④L f 足够大，在一个开关周期中，其电流基本保持不变，为I i ，这样L f 和输入电压V in专业：电子信息工程 姓名：唐圣鹏学号：3100103853 日期：2014.6.4 地点：教2 125可以看成一个电流为I i的恒流源；⑤C f足够大，在一个开关周期中，其电压基本保持不变，为Vo，这样C f和负载电阻可以看成一个电压为Vo的恒压源。
这里给出以下物理量的定义：①特征阻抗②谐振角频率③谐振频率④谐振周期1．电容充电阶段[t0,t1]在t0时刻之前，开关管Q1导通，输入电流I i经过Q1续流，谐振电容Cr，上的电压为O。
D1处于关断状态，谐振电感Lr的电流为零。
在t0时刻，关断Q1，输入电流I i从Q1中转移到Cr中，给Cr充电，电压从O开始线性上升，由于Cr的电压是慢慢开始上升的，那么Q l就是零电压关断。
在此开关模态中，Cr的电压为：在t1时刻,Vcr上升到输出电压Vo，开关模态1结束，它的持续时间为：2．谐振阶段[t1,t2]从t1时刻起，D1开始导通，Lr与C r谐振工作，谐振电感电流i Lr从O开始增加，i Lr和Vcr的表达式为：经过T r/2，到达t1a时刻，i Lr等于I i，此时Vcr到达最大值Vcrmax。
一种新型ZVS型Buck变换器的设计
一种新型ZVS型Buck变换器的设计
房新雨;黄克捷;余志文;解大
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2013(47)8
【摘要】分析了零电压开关(ZVS)型Buck准谐振变换器(ZVS-Buck-QRC)的工作原理,仿真验证了ZVS效果,指电路开关器件需承受很高电压应力的缺点,提出一种新型ZVS型Buck电路拓扑结构,相比ZVS-Buck-QRC,通过添加一个辅助开关管和箝位电容,有效限制了主开关管电压应力.主开关管导通前先使辅助开关管导通,添加死区,实现了主、辅开关管的零电压导通和关断.对新型电路的软开关过程进行详细分析,并推导出谐振电路参数的计算公式,仿真及实验结果验证了电路的软开关作用及电路对主开关电压应力的有效限制能力.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】房新雨;黄克捷;余志文;解大
【作者单位】上海交通大学,电气工程系,上海200240;上海交通大学,电气工程系,上海200240;上海交通大学,电气工程系,上海200240;上海交通大学,电气工程系,上海200240
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.一种新型无源软开关BUCK变换器的设计 [J], 夏守行;毛小群
2.一种新型的交错并联二次型Buck变换器 [J], 陆治国;田海涛;汪渊
3.一种新型交错并联型buck变换器 [J], 陈显东;曹太强;黎凡森
4.一种新型基于二次型Buck变换器的交错并联LED驱动电源 [J], 廖志凌;刘康
5.一种新型单级三相Buck变换器的设计 [J], 杜志勇;王鲜芳;宋守云
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Boost_ZVS软开关电路
Boost ZVS软开关电路实验电路原理及实验线路准谐振零电压软开关电路的基本思想是：谐振电容Cr基本上是与开关管Q1并联的，在开关管导通时，谐振电容Cr上的电压为零；当开关管关断时，Cr限制开关管上电压的上升率，从而实现开关管的零电压关断；当开关管导通时；Lr和Cr谐振工作使Cr上的电压回到零，从而实现开关管的零电压开通。
其工作原理如图3-69所示：图3-69工作原理及波形图在一个开关周期T r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；、③L f>>L r；④L f足够大，在一个开关周期中，其电流基本保持不变，为I i，这样L f和输入电压V in可以看成一个电流为I i的恒流源；⑤C f足够大，在一个开关周期中，其电压基本保持不变，为Vo，这样C f和负载电阻可以看成一个电压为Vo的恒压源。
这里给出以下物理量的定义：①特征阻抗②谐振角频率③谐振频率④谐振周期1．电容充电阶段[t0,t1]在t0时刻之前，开关管Q1导通，输入电流I i经过Q1续流，谐振电容Cr，上的电压为O。
D1处于关断状态，谐振电感Lr的电流为零。
在t0时刻，关断Q1，输入电流I i从Q1中转移到Cr中，给Cr充电，电压从O开始线性上升，由于Cr的电压是慢慢开始上升的，那么Q l就是零电压关断。
在此开关模态中，Cr的电压为：在t1时刻,Vcr上升到输出电压Vo，开关模态1结束，它的持续时间为：2．谐振阶段[t1,t2]从t1时刻起，D1开始导通，Lr与C r谐振工作，谐振电感电流i Lr从O开始增加，i Lr和Vcr的表达式为：经过T r/2，到达t1a时刻，i Lr等于I i，此时Vcr到达最大值Vcrmax。
V crmax=Vo+I i Z r从t1a时刻开始，i Lr大于I i，此时Cr开始放电，其电压开始下降。
在t1b时刻，V Cr减小到O，并且开始变为负电压；在t2时刻，V Cr从负电压上升到O，此时开通Q l，则Q1为零电压开通。
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全波ZVS准谐振Boost变换器：
Va f n VS fS
28
零电压开关准谐振Boost变换器——例题1
例 下图所示的 ZVS 准谐振Boost变换器，输入电压为
12 V，输出电压为24 V，负载电阻为6Ω。谐振电感Lr和 谐振电容Cr的值分别为2μH和79nF。求解： (1) 开关频率fs； (3) 谐振电感峰值电流； (2) 谐振电容被充电时间； (4) 谐振电容峰值电压。
25
零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
谐振电感电流：
diLr
Va dt Lr
iLr (t2 ) IS (1 cos )
Lr IS (1 cos ) T3 Va
26
零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
阶段4（ t3 ＜ t ≤ TS）
t3 时刻，谐振电感电流下降 0，阶段 4 开始 Dfw 反向偏置，关断
t1 时刻，Cr 上电压被充到 VS，阶段2开始： Dfw 开通， Lr 上电流正弦下降
7
零电压开关准谐振Buck变换器——工作原理
谐振电感电流：
diLr dt
(VS vCr (t )) Lr iLr (t ) Cr
iLr (t1 ) I 0
8
i Lr (t ) I 0 cos n t
零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
电路的构成：
全波 ZVS 准谐振 Boost 变换器电路图
17
零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
假定：
1、Boost 变换器输入可视为恒定电流源：IS，提供能量给负 载电压 Va；
2、开关器件为理想开关：导通无压降，关断无漏电流， 且开通关断均无延时；
13
零电压开关准谐振Buck变换器——工作原理
全波ZVS准谐振Buck变换器：电压传输比计算 输出电感 L0 伏秒平衡
谐振阶段：Tn ≈ t3 – t1，平均电压： – Va 剩余时间：TS - Tn，平均电压：VS – Va
VaTn (TS Tn )(VS Va ) 0
全波ZCS准谐振Buck变换器：
Va fS (1 ) VS fn
14
零电压开关准谐振Buck变换器——例题1
例 下图所示的 ZVS 准谐振Buck变换器，输入电压为
12V，负载电阻为2Ω。谐振电感Lr和谐振电容Cr的值 分别为2μH和79nF。开关频率为200 kHz。输出电感和 输出电容分别为10mH和100uF。求解： (1) 平均输出电压Va； (2) 谐振电容被充电的时间； (3) 谐振电容上峰值电压； (4) 谐振电感电流的表达式。
电路的构成
3
零电压开关准谐振Buck变换器——工作原理
假定：
1、输出电感：L0 ﹥﹥Lr（谐振电感）； 2、输出滤波器 L0-C0 转折频率：fc ﹤﹤fs （开关频率）
L0-C0 与负载电阻 RL 可视为恒定电流源：I0
3、开关器件为理想开关：导通无压降，关断无漏电流，且开通 关断均无延时；
阶段 4 持续时间： T4 TS T3 T2 T 1
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零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
全波ZVS准谐振Boost变换器：电压传输比计算 输入电感 Li 伏秒平衡
谐振阶段：Tn ≈ t3 – t1，平均电压： VS – Va 剩余时间：TS - Tn，平均电压： VS
(VS Va )Tn VS (TS Tn ) 0
零电压开关准谐振 变换器
—— Buck&Boost 变换器
1
参考文献
[1] SIOMN ANG, ALEJANDRO OLIVA. 开关功率变换 器——开关电源的原理、仿真和设计，机械工业出版社 3.7 零电压开关准谐振Buck变换器 3.8 零电压开关准谐振Boost变换器
零电压开关准谐振Buck变换器——工作原理
这个阶段持续时间： T1
① 谐振电容充电并存储电能
② QS 和 Dfw 处于关断状态
19
零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
阶段2（ t1 ＜ t ≤ t2）
T1 时刻，Cr 上电压被充到 输出电压 Va ，阶段2开始
Dfw导通，电流开始流过谐振电感 Cr 上电压被充到 Va 后，继续上升
v Cr (T2 ) Va IS Z n sin nT2 0
arcsin(Va / ( I S Z a ))
阶段 2 持续时间：
T2
n
n
全波模式：α∈（ 3 π /2 ，2 π ）
当 Cr 存储的能量全部回馈到输入源后，谐振阶段结束 Cr 电压为负时，开通 QS ，否则继续充电，失去零电压开通条件
阶段 1 结束时，流过谐振电容的电流为：
VS I 0 Cr T1
5
零电压开关准谐振Buck变换器——工作原理
阶段 1 持续时间：
T1
CrVS I0
① 谐振电容充电 ② 谐振电容中存储电能的增加 ③ QS、Dfw都保持关断状态
6
零电压开关准谐振Buck变换器——工条件： I0 > VS/Zn
零电压开关准谐振Buck变换器——工作原理
阶段3（ t2 ＜ t ≤ t3）
t2 时刻，谐振电容电压从 负峰值 下降到 0，阶段 3 开始
谐振电感电流继续增加 稳态输出电流 I0
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零电压开关准谐振Buck变换器——工作原理
谐振电感电流：
diLr
VS dt Lr
（3）谐振电感中峰值电流为：
I Lr ,max IS[1 (1)] 8 2 16 A
（4）谐振电容峰值电压为：
VCr ,max
Lr V0 IS Z n (24 8 ) V=64.25 V Cr
（3）谐振电容的峰值电压为：
VCr ,max Va VS Z n I 0 VS R Lr 6 2 106 (12 )V = 27.1 V 9 Cr 2 79 10
（4）谐振电感上电流的表达式为：
t iLr I 0 cos(n t ) 3cos( )=3cos(2.516 106 )t A Lr Cr
15
解：（1）平均输出电压为：
fS 200 103 Va (1 )VS (1 ) 12 V=6 V 3 fn 400 10
Va 6 I 0 A=3 A （2）平均输出电流为： R 2 谐振电容被充电的时间为：
CrVS 79 109 12 T1 =0.316 μs I0 3
vCr (t1 ) Va iLr (t1 ) 0
谐振频率：n 1/ Lr Cr
零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
谐振电容电压继续谐振到负半周：回馈能量 输入源
22
零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
谐振阶段持续时间：T2 = t2 – t1，令 vCr(T2) = 0
v Cr (T2 ) VS Z n I 0 sin(nT2 ) 0
阶段 2 持续时间： T2
arcsin(VS / Z n I 0 )
n
n
α∈（ 3 π /2 ，2 π ）
t2 时刻，Cr 完全把能量回馈给输入源后，阶段 2 结束 Cr 上电压为 “负” 时，开通 QS
29
解：（1）谐振电容频率：fn = 400 kHz 开关频率为： VS 12 fS f n 400kHz 200 kHz Va 24 （2）平均输出电流为： I Va 24 A=4A 0
R
6
假定变换器无损耗，则平均输入电流 IS 为：
V0 I 0 24 4 IS A=8 A US 12 谐振电容被充电的时间为： CrV0 24 9 T1 (79 10 ) =237 ns IS 8
20
谐振电感电流： 谐振电容电压：
diLr dt dt
vCr (t ) Va Lr Cr
i Lr (t ) IS (1 cos n t ) v Cr (t ) Va IS Z n sin n t
特征阻抗： Z n Lr / Cr
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dvCr
( I S iLr (t ))
23
零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
为保证零电压关断条件：
IS Va / Z n
IS (1 cos )
t2 时刻，谐振电感电流为：i Lr (t2 )
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零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
阶段3（ t2 ＜ t ≤ t3）
t2 时刻，Cr 电压从负峰值降到 0 ，阶段 3 开始 开关管 QS 开通，Dfw 开通，Lr 电流继续减小
iLr (t2 ) I 0 cos
Lr I 0 (1 cos ) T3 t3 t2 VS
12
零电压开关准谐振Buck变换器——工作原理
阶段4（ t3 ＜ t ≤ TS）
t3 时刻，谐振电感电流 I0 时，阶段 4 开始
Dfw 关断
阶段 4 持续时间： T4 TS T3 T2 T 1
3、谐振电感、电容为无损、没有寄生参数的理想元件。
开关管 QS 关断前：流过输入电流 IS
续流二极管 Dfw 处于关断状态
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零电压开关准谐振Boost变换器——工作原理
阶段1（0 ＜ t ≤ t1）
0 时刻，开关管 QS 关断， 阶段 1 开始 谐振电容 Cr 被充电
Cr
dvCr dt
IS
CrVa IS
4、谐振电感、电容为无损、没有寄生参数的理想元件。
开关管 QS 关断前：谐振电感 Lr 中流过负载电流 I0 谐振电容 vCr（t≤0）被 D1 钳位到 0