Q vCr 0 Vo 2Iin t t
Lr DQ Iin Q Cr + iLr vCr _
D
Vo
iLr Iin 0 iQ 0
阴影部分为 DQ导通
t Iin t t0 t1 t1a t2 t3 t4
34
34
8.2准谐振变换器(QRCs) 输入电感电流续流模式
Q vCr 0 Vo 2Iin t t
Lr DQ Iin Q Cr + iLr vCr _
7
8.1软开关变换器的分类
减小开关损耗的方法
减 (1) 在开关管开通时，使其电流保持在零，或者限制电流的上升率，从而 小 减小电流与电压的交叠区，这就是所谓的零电流开通。 开 通 (2) 在开关管开通前，使其电压下降到零，这就是所谓的零电压开通。 损 耗 (3) 同时做到(1)和(2)，在这种情况下，开通损耗为零。
27
27
8.2 准谐振变换器 (QRCs)
谐振开关 零电流开关准谐振变换器(ZCS QRCs)
零电压开关准谐振变换器(ZVS QRCs)
28
S
Lr
Lf
8.2准谐振变换器(QRCs) ZVS准谐振变换器族 (1) L L
b r
D
RLd +
RLd
+ S Vin Cr Cf Vo _
Vin
Cr
DQ Q Vin
Lr iLr Qa + vCr _ Da D Cr
Lf
RLd + Cf Vo _
Buck ZCS PWM变换器
39
*8.3 ZCS PWM变换器和ZVS PWM变换器 电感电流线性增加模式
Q t t
DQ Q Vin
Lr iLr Qa + vCr _
Qa iLr
D Cr
Io
0
Io 2Vin
ZCS准谐振变换器族 (1) C
r
D Lb Lr
Lf
RLd + Vo _
Lr S Vin Cr
RLd + Cf Vo _
Vin S
Cf
Boost
Cr Cb Lf RLd _ Lr Vin S D Cf Vo +
Buck
Lr S Vin Lc Cr Cf D RLd
Lb
_
Vo +
Buck-Boost
Cuk
9
8.1 软开关变换器的分类
硬开关的概念
软开关的概念
软开关的分类
10
8.1软开关变换器的分类 开关轨迹：软开关vs 硬开关
ic 开通
开通 关断
SOA 关断
ic
SOA
0
vce
0
vce
11
8.1 软开关变换器的分类
硬开关的概念 软开关的概念
软开关的分类
12
8.1软开关变换器的分类
41
t Vin t
*8.3 ZCS PWM变换器和ZVS PWM变换器
Buck变换器的开关管导通模式
Q t t
DQ Q Vin
Lr iLr Qa + vCr _
Qa iLr
D Cr
Io
0
Io 2Vin
t
vCr Vin 0 vQ 0 t0 t1 t1a tP t1b t2 t3 t4 Vin t
42
DQ Q Lr iLr + vCr _ D Lf
RLd + Cf Vo _
Vin
Cr
22
8.2准谐振变换器(QRCs) 电感电流线性增加模式
Q t
DQ Q
Lr iLr + vCr _
iLr 0 Io 2Vin t
Vin
Cr
D
Io
vCr Vin 0 vQ 0 t0 t1 t1a t1b t2 t3 t4 Vin t t
Lr Qa + vCr _
Qa iLr
D Cr
Io
0
Io 2Vin
t
vCr Vin 0 vQ 0 t0 t1 t1a tP t1b t2 t3 t4 Vin t
全 波 模 式
Cr
Lr
Lr
Q
DQ
Cr
Q
DQ
半 波 模 式
Cr
DQ
DQ
Lr
Lr
Q Cr
Q
18
8.2 准谐振变换器 (QRCs)
谐振开关
零电流开关准谐振变换器(ZCS QRCs)
零电压开关准谐振变换器(ZVS QRCs)
19
8.2准谐振变换器(QRCs)
Q S DQ Full-Wave Q DQ Half-Wave
2
第8章 谐振开关型变换器
8.1 软开关变换器的分类 8.2 准谐振变换器(QRCs) *8.3 零电流开关(ZCS) PWM变换器和零电压开关 (ZVS) PWM变换器 *8.4 零电压转换PWM变换器 8.5 移相控制零电压开关全桥变换器 *8.6 谐振直流环节逆变器
3
8.1 软开关变换器的分类 硬开关的概念 软开关的概念 软开关的分类
t
vCr Vin 0 vQ 0 t0 t1 t1a tP t1b t2 t3 t4
40
t Vin t
*8.3 ZCS PWM变换器和ZVS PWM变换器
谐振模式：电容充电
Q t t
DQ Q Vin
Lr iLr Qa + vCr _
Qa iLr
D Cr
Io
0
Io 2Vin
t
vCr Vin 0 vQ 0 t0 t1 t1a tP t1b t2 t3 t4
4
8.1 软开关变换器的分类 硬开关的概念
软开关的概念
软开关的分类
5
8.1软开关变换器的分类 功率开关管工作的几个术语
开通
导通
截止
关断
6
8.1软开关变换器的分类 功率开关管的硬开关工作
ic
vce
ic 开通
SOA 关断
0 ploss 0 Ploss(on)
t Ploss(off)
t
0
vce
32
32
8.2准谐振变换器(QRCs) 谐振模式
Q vCr 0 Vo 2Iin t t
Lr DQ Iin Q Cr + iLr vCr _
D
Vo
iLr Iin 0 iQ 0
阴影部分为 DQ导通
t Iin t t0 t1 t1a t2 t3 t4
33
33
8.2准谐振变换器(QRCs) 电感电流线性下降模式
Lr * Tr * DR2 Vin S Cr Cf DR1 Lf RLd
Lr
+ Vo _
Tr * *
DR1 Cf
RLd
+ Vo _
Vin
S Cr
Forward
Flyback
Q S DQ
DQ Half-Wave
Full-Wave Q
30
30
8.2准谐振变换器(QRCs)
Lb DQ Vin Q Cr
Lr + iLr vCr _
减 (1) 在开关管关断前，使其电流减小到零，这就是所谓的零电流关断。 小 关 (2) 在开关管关断时，使其电压保持在零，或者限制电压的上升率，从而 断 减小电流与电压的交叠区，这就是所谓的零电压关断。 损 耗 (3) 同时做到(1)和(2)，在这种情况下，关断损耗为零。
8
8.1软开关变换器的分类 功率开关管的软开关工作
DQ Q
Lr iLr + vCr _
iLr 0 Io 2Vin t
Vin
Cr
D
Io
vCr Vin 0 vQ 0 t0 t1 t1a t1b t2 t3 t4 Vin t t
25
8.2准谐振变换器(QRCs) 电容线性放电模式
Q t
DQ Q
Lr iLr + vCr _
iLr 0 Io 2Vin t
Vin
vbe 0 vce ic vce t vbe 0 vce ic vce t
0 ploss 0 Ploss(on) 开通 Ploss(off)=0 关断
t
0 ploss ploss(on)=0 开通 关断 ploss(off)
t
t
0
t
零电流开关 (Zero-Current-Switching)
零电压开关 (Zero-Voltage-Switching)
Cf
Vo _
Buck
S Cr Vin Lr D RLd
Lb
Boost
Lr Cb Lf
_
Lc Cf Vo +
S Vin Cr
RLd
_ Vo +
D
Cf
Buck-Boost
Q S DQ Full-Wave Q DQ Half-Wave
Cuk
29
29
8.2准谐振变换器(QRCs) ZVS准谐振变换器族(2)
t
*8.3 ZCS PWM变换器和ZVS PWM变换器
谐振模式：电容放电
Q t t
DQ Q Vin
Lr iLr Qa + vCr _
Qa iLr
D Cr
Io
0
Io 2Vin
t
vCr Vin 0 vQ 0 t0 t1 t1a tP t1b t2 t3 t4
43
t Vin t
*8.3 ZCS PWM变换器和ZVS PWM变换器
D
RLd
+ Vo _
Cf
半波模式Boost ZVS QRC