基于串联谐振的高频逆变电源设计
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研 究 表 明ｐ 】 串 联 谐 振 逆 变 器 保 持 零 电压 开 关 是 减 小 器 件
图 １ 串联 谐 振 逆 变 电 路
Ｆ ｉ ｇ ．１ Ｔｈ ｅ ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｔ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ
Ｌ Ｕ Ｊ ｉ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ Ｕ Ｐ ｉ ｎ ｇ
（ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ０ ０，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｉ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｍｕ ｓ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｙ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ｉ ｒ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｉｒ ｆ ｓ ｔ ｏ ｆ， ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｓ ｔ ｏ ｓ ａ ｙ， ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ａ ｄ ｔ ｉ ｍｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｒ ｌ ｎ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｆ ｕ ｌ ｌ ｂ ｉｄ ｒ ｇ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ， ｔ ｏ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｓ ｔ ｄ ｅ ａ ｄ ｔ ｉ ｍｅ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｇ ｏ ａ ｌ ，
关键 词 ：串联 谐 振 ；零 电 压 开 关 ： 死 区时间； 锁 相 环 控 制 中图分类号 ： Ｔ Ｍ９ ２ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ６ — ０ １ ５ １ － ０ ３
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ
载 的固有谐振频 率 ， 即 负 载 电流 ｉ 滞 后 于 负 载 电压 ， 负 载 电压 Ｍ Ｈ 和负载电流 ｉ Ｈ 简 图如 图 ２所 示 。
比 就会 降 低 ， 影 响 电源 的效 率 ， 若死 区时间设置过小 ， 那 么 开 关 器 件 的损 耗 增 大 ， 所 以死 区 时 间 的 设 置 在 电 源 设 计 中 至 关
重 要 。本 文 提 出死 区 时 间 的 确切 算 法 ， 使 得 电路 设 置 精 确 ， 最 大 限度 地 提 高 电 源 整 机 的 工 作 效 率 ［ 】 － ２ １ 。
ｕ ｌ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｅ ｌ ｙ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｈｅ ｔ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ｗｏ ｒ ｋ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｚ ｅ ｏ ｒ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ（ Ｚ ＶＳ ）ｄ ｅ ａ ｄ ｔ ｉ ｍｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ． ｈｅ Ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
第 ２ １ 卷 第 ｌ ６期
Ｖｏ １ ． ２１ Ｎｏ ． １ ６
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ３年 ８月
Ａｕｇ ． ２ ０１ ３
基才 串联谐振 的高频逆变电源设计
串联谐振逆变 电源凭借起动容易 、 易 高 频 化 的 优 点 在 高
频 逆变领域得到广泛应用 。 全 桥 串联 逆 变 电路 工作 工 程 中 如 果 上下 桥臂 同时导通 ， 则 器件 瞬间损坏 ， 为 了 防 止 这 一 事 件
的发生 ． 而 加 入 一 定 的死 区 时 间 。死 区时 间如 果 很 大 ， 则 占空
ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃ Ｄ４ ０ ４ ６ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｇ３ ５ ２ ５ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｅ ， ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｔ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｒ ｅ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｓ ｅ ｉ ｒ ｅ ｓ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｔ ；ｚ ｅ ｏ ｒ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ；ｄ ｅ ａ ｄ ｔ ｉ ｍｅ；Ｐ Ｌ Ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
路 静 ，刘 平
（ 郑州大学 河南 郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：串联 高 频 逆 变 电 源 的 逆 变桥 一 定要 遵 守先 关 断 后 导 通 的 原 则 ， 即上 下桥 臂 存 在 一 定 的 死 区 时 间 。 本 文 基 于 对 全 桥 逆 变换 流 分 析 的 基 础 上 。 以 设 计 最佳 死 区为 目的 。 最 终 通 过 计 算得 出 了使 开 关 器 件 工作 于 零 电压 开 关 （ Ｚ Ｖ Ｓ ） 条 件 时的 死 区 时 间 ， 且 设 计 了以 Ｃ Ｄ ４ ０ ４ ６和 Ｓ Ｇ ３ ５ ２ ５为核 心 的控 制 电路 ， 给 出 了谐 振 网络 参 数 的计 算 。
图 １ 串联 谐 振 逆 变 电 路
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关键 词 ：串联 谐 振 ；零 电 压 开 关 ： 死 区时间； 锁 相 环 控 制 中图分类号 ： Ｔ Ｍ９ ２ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ６ — ０ １ ５ １ － ０ ３
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载 的固有谐振频 率 ， 即 负 载 电流 ｉ 滞 后 于 负 载 电压 ， 负 载 电压 Ｍ Ｈ 和负载电流 ｉ Ｈ 简 图如 图 ２所 示 。
比 就会 降 低 ， 影 响 电源 的效 率 ， 若死 区时间设置过小 ， 那 么 开 关 器 件 的损 耗 增 大 ， 所 以死 区 时 间 的 设 置 在 电 源 设 计 中 至 关
重 要 。本 文 提 出死 区 时 间 的 确切 算 法 ， 使 得 电路 设 置 精 确 ， 最 大 限度 地 提 高 电 源 整 机 的 工 作 效 率 ［ 】 － ２ １ 。
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第 ２ １ 卷 第 ｌ ６期
Ｖｏ １ ． ２１ Ｎｏ ． １ ６
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基才 串联谐振 的高频逆变电源设计
串联谐振逆变 电源凭借起动容易 、 易 高 频 化 的 优 点 在 高
频 逆变领域得到广泛应用 。 全 桥 串联 逆 变 电路 工作 工 程 中 如 果 上下 桥臂 同时导通 ， 则 器件 瞬间损坏 ， 为 了 防 止 这 一 事 件
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路 静 ，刘 平
（ 郑州大学 河南 郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：串联 高 频 逆 变 电 源 的 逆 变桥 一 定要 遵 守先 关 断 后 导 通 的 原 则 ， 即上 下桥 臂 存 在 一 定 的 死 区 时 间 。 本 文 基 于 对 全 桥 逆 变换 流 分 析 的 基 础 上 。 以 设 计 最佳 死 区为 目的 。 最 终 通 过 计 算得 出 了使 开 关 器 件 工作 于 零 电压 开 关 （ Ｚ Ｖ Ｓ ） 条 件 时的 死 区 时 间 ， 且 设 计 了以 Ｃ Ｄ ４ ０ ４ ６和 Ｓ Ｇ ３ ５ ２ ５为核 心 的控 制 电路 ， 给 出 了谐 振 网络 参 数 的计 算 。