無源無損緩沖電路及其新拓撲

(b) 模 態(tài)2(t₂～t₃)等 效 電 路

(c) 模 態(tài)3(t₃～t₄)等 效 電 路

(d) 模 態(tài)4(t₄～t₅)等 效 電 路

(e) 模 態(tài)5(t₅～t₆)等 效 電 路

(f) 模 態(tài)6(t₆～t₇)等 效 電 路

圖 3 等 效 電 路 圖

圖 4 主 要 波 形 圖

模態(tài)1（t₁－t₂） 在t₁時刻，S開通，電感電流i_Ls線性增大，流經(jīng)二極管D的電流i_D相應(yīng)減小，直到i_D=0，該模態(tài)結(jié)束；

模態(tài)2(t₂－t₃) 在t₂時刻，二極管D關(guān)斷，C_s開始放電，耦合繞組L_a的感應(yīng)電勢使C_s上的電勢自舉提高，直到電容C_s儲能完全釋放，該模態(tài)結(jié)束；

模態(tài)3(t₃－t₄) 該模態(tài)與普通PWM Boost變換器開通狀態(tài)基本相似；

模態(tài)4(t₄－t₅) 在t₄時刻，S關(guān)斷，輸入電流I_s經(jīng)過電感L_s，D₁開始給C_s充電，直到v_Cs=V_o，該模態(tài)結(jié)束；

模態(tài)5(t₅－t₆) 在t₅時刻，二極管D導(dǎo)通，電流i_Ls線性減小，流經(jīng)二極管電流i_D相應(yīng)增大，直到i_D=I_s，該模態(tài)結(jié)束；

模態(tài)6(t₆－t₇) 該模態(tài)與普通PWM Boost變換器的關(guān)斷狀態(tài)基本相似。

可見，該無源無損緩沖型軟開關(guān)電路的關(guān)鍵在于：當(dāng)S在ZCS下開通時，因L_p的耦合繞組L_a的感應(yīng)反電勢而發(fā)生電勢自舉，有利于電容C_s的儲能經(jīng)L_a向負載釋放；放電完畢的C_s又為S的關(guān)斷提供ZVS條件。

（a）原理圖

（b）簡化原理圖

圖5 具有最小電壓應(yīng)力的無源無損緩沖電路

4.2 具有最小電壓應(yīng)力的無源無損緩沖電路

圖5（a）為文獻[9]提出的另一種新穎的具有最小電壓應(yīng)力的無源無損緩沖電路。從圖中可看出，其開通/關(guān)斷緩沖網(wǎng)絡(luò)包含3個二極管D_a，D_c，D_s，一個耦合電感L₂和一個緩沖電容C_s。在開通期間，原邊電感L₁充當(dāng)普通Boost變換器的升壓電感。3個二極管和原來的輸出二極管組成全橋，二次側(cè)電感L₂聯(lián)接在兩對串聯(lián)二極管之間。緩沖電容C_s與二極管D_s并聯(lián)。

為了便于分析，將耦合電感看作勵磁電感Lm，漏感L_k和變比為1:n(n>1)的理想變壓器的聯(lián)合體，如圖5(b)所示。假設(shè)條件基本與3.1相同，且勵磁電流I_Lm為常數(shù)，初始狀態(tài)為：S開通，D_o關(guān)斷，v_Cs=V_o，則穩(wěn)態(tài)時，一周期有以下6個模態(tài)，相應(yīng)的等效電路圖和主要波形圖如圖6及圖7所示。

(a) 模態(tài)1(t₁～t₂)等效電路

(b) 模態(tài)2(t₂～t₃)等效電路

(c) 模態(tài)3(t₃～t₄)等效電路