基于准谐振型软开关的高频开
基于零电压准谐振软开关电路的谐波电压峰值抑制的研究
基于零电压准谐振软开关电路的谐波电压峰值抑制的研究作者：李加奎来源：《科技视界》2017年第25期【摘要】本文针对软开关电路中的准谐振电路存在谐波峰值很高的现象，采用缓冲电路和抑制电路，，进行原有的改善。
【关键词】软开关；谐波抑制0 引言为了降低开关电路的开关损耗，提高电路的效率，人们发明了软开关技术。
软开关技术解决了开关损耗和噪音干扰，但又引出了高脉峰的问题。
1 改善准谐波软开关电路的策略1.1 比较如下2个电路比较图1 ZVS准谐振电路图2 改进后的ZVS准谐振电路图1是最基本的ZVS准谐振电路，通过Cr和Lr的串联组成串联谐振，可以使图1中DC-DC变换电路降低开关损耗和噪音干扰。
当开关S导通时，由于串联电容Lr的原因，使得流过开关S上升缓慢，当达到某一稳态时，开关两边的电压为零，且Lr被充电。
当开关断开时，流过Lr和L的电流方向不变，并且他们和R ，C，电源以及Cr构成回路，并对Cr充电，达到某一稳态时VD两端电压下降为0，二极管VD导通。
此时，VD，L，R，C构成续流回路，电容Cr通过VD向Lr充电。
在如上分析中，Lr和Cr构成串联谐振改善了开关过程，使得开关S的功耗大大减少，但是也造成开关S所承受的电压过高。
为了改变这种状况，我们在原图1的基础上使Lr并联上R2 与VD2的串联；Cr串联上VD1与R1的并联，如图2。
在图2中，当S导通时，由于Lr的作用，电流不会跳变突然增大，而是从0开始缓慢的增加，并通过L，R，C，电源构成闭合回路，流过S的电流逐渐增大，同时电源给Lr充电。
当达到某一稳态时，开关两边的电压为零。
当S断开时，流过Lr和L的电流方向不变，并且他们和R，C，电源，R1，Cr，VD1，构成回路，并且对Cr充电，达到某一稳态时VD两端电压下降为零，二极管VD导通。
此时，VD，L，R，C构成续流回路，电容Cr通过VD向Lr 充电，由于VD1的作用，使得流过R1的电流达到某一较大值时，VD1反向导通，使得开关S 两端的电压不会继续增大，起到保护开关的作用。
准谐振式软开关变换器的设计
（ ｅ ｅ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｆ ｃｅ ｃ Ｈ ｂ ｉ ｎｖ ｓｙｏ ｉ ｅ＆Ｔ ｃ ｎ ｌｇ， Ｓ ｉａｈ ａ ｇ Ｈ ｂ ｉ ０ ０ ５ ， Ｃ ｉａ ｅｉ Ｓ ｎ ｅ ｈ ｏｏｙ ｈｊ ｚｕ ｎ ｅ ｅ ５ ０ ４ ｉ ｈｎ ）
开关 电源快 速设座 序 言 ］ 入 ２ 进 ｌ世 纪 以来 ， 用计 算机 设 计 开 关 电源 已成 为 国 际上 电源领 域 的一 项 新技 利
术 。基 于 Ｐ Ｃ的各 种 专 用工具 软件 已成为 设计 各种 开 关 电源的 强 大工具 。利 用这 些软件 不仅 能 完
Ａ ｂｓｒ ｃ ：Ｔｈｅ ｓ ｆ ｗｉｃ ｏ ｅ ｔｒａ ｐｔｔ ｇ ｒ ｑ ｎ ｙ ｓ ｔｈ ｐ ｗｅ ｕｐ ｙ． ｅ ｓ ｆ ｗｉｃ ｏ ｖ ｒｅ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｔａ ｔ ｏ ｓ ｔ ｈ ｃ ｎｖ ｒｅ ｄａ ｏ ｈｉｈ ｆｅ ｕｅ ｃ ｗｉ ｏ ｒｓ ｐｌ Ｔ ｏ ｓ ｔｈ ｃ ｎ ｅ ｒｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｔ ｃ ｈ ｔ ｔ ｉ ｈ ｔｔ ｅ ｓ ｔｈｉ ｏ ｓｔ ａ ｈ ｗｉｃ ｎｇ ｃ ｍｐｏ ｎｔ ｌ ｐｅ ｎ ｚ ｒ ｒ ｓ ｐ ｉ ｔｏ ｏｔ ｇ ｒｃ ｏ ｅ ｏ ｅ ｏ ｃ ｏ ｓｐｏ ｎ ｆｃ ｒｅ ｔ ｎｅ ｓ ｗｉｌｏ ｎ ｏ ｅ ｏ ｃｏｓ ｏ ｎ ｆｖ ｌａ ｅ ｏ ｌ ｓ ｎ ｚ ｒ ｒ ｓ ｉ ｔｏ ｕ ｒ ｎ ．Ｂｙ ｔ ｉ ｈ ｓ
要 ： 开关 变换 器适合 设计 高频 开 关 电源 ， 软 其特 点是 功 率 开关管仅 在 电压 过 零 时 开启 （ 或在 电
流过零 时 关 断 ） ，从 而将 开关噪 声和 开 关损耗 降至 最低 。准谐 振 式 变换 器属 于软 开 关 变换 器的 一 种， 它工作 在恒 定频 率下 ， 在 开 关周期 的部 分 时 间 内产 生谐振 。 绍 了准谐振 式 变换 器的基 本原 仅 介
开关电源高频化和软开关技术剖析
开关电源高频化和软开关技术开关电源高频化和软开关技术近年来, 电力电子技术发展迅猛, 直流开关电源广泛应用于计算机、航空航天等领域。
如今, 笨重型、低效电源装置已被小型、高效电源所取代。
为了实现电源装置的高性能、高效率、高可靠性,减小体积和重量, 必须实现直流开关电源的高频化。
直流开关电源的高频化不仅减小了功率变换器的体积, 增大了变换器的功率密度和性能价格比, 而且极大地提高了瞬时响应速度, 抑制了电源所产生的音频噪声, 从而已成为新的发展趋势。
然而功率变换器开关频率的进一步提高将受以下因素的限制: ①在通断瞬间切换过程中, 功率器件的开关应力。
②开关损耗。
③剧烈的d i/ d t 和d u/ d t 冲击及其产生的电磁干扰(EMI) 。
软开关技术是使功率变换器得以高频化的重要技术之一, 它应用谐振的原理, 使开关器件中的电流(或电压) 按正弦或准正弦规律变化。
当电流自然过零时, 使器件关断(或电压为零时, 使器件开通) , 从而减少开关损耗。
它不仅可以解决硬开关变换器中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题及二极管反向恢复问题, 而且还能解决由硬开关引起的EMI 等问题。
为此先后有人提出了谐振变换器( resonantconverter) , 准谐振变换器(quasi resonant converter)和多谐振变换器(muti resonant converter) , 零开关PWM 变换器(zero switching PWM converter) , 零转换PWM变换器(zero transition PWM converter) 及无源无损缓冲电路(passive lossless snubber circuit) 等多种软开关技术。
谐振变换器谐振变换器实际上是直流开关电源负载谐振变换器, 在20世纪70 年代最早被提出来, 它通过在标准PWM变换器结构上简单地附加谐振网络的方法而得到。
基于谐振软开关的大功率高压直流电源的研制
官威，刘军，邓焰，何湘宁
（浙江大学，杭州 310027） 摘要：研制了一种基于谐振软开关高频逆变的大功率高压直流电源。从主电路结构、硬件电 路设计和逆变控制策略等三方面为例给出了电源的设计过程。 并对逆变主电路谐振式的工作 过程予以分析说明。最后给出了实验结果和波形，并进行了相应的分析。研制出的高压直流 电源能达到 20kW，30kV 的输出。 关键词：高压直流；高频；串并联谐振；软开关；平面型母线
Design of High Power High Voltage DC Power Supply Based on Resonant Soft-switching
GUAN Wei，LIU Jun，DENG Yan，HE Xiang Ning
（Zhejiang University，Hangzhou 310027） Abstract：A high power high voltage DC power supply based on high frequency resonant soft-switching inverter was designed. The power design process of power stage，hardware circuits and inverter control strategy were provided in the paper. And the resonant operation process of inverter circuit was also explained. Experimental results and waveforms were proposed and analyzed in the end. The power output is 20kW,and the voltage output is 30kV. Keywords：HVDC; high frequency; series-parallel resonant; soft-switching; planar busbar
准谐振软开关反激变换器的研究
准谐振软开关反激变换器的研究1 引言现代开关电源发展的一个重要方向是开关的高频化，因为高频化可以使开关变换器的体积、重量大大减小，从而提高变换器的功率密度。
提高开关频率可以降低开关电源的音频噪声，改善动态响应。
实现高频化，必须降低开关损耗，软开关技术是减少开关损耗的重要方法之一。
软开关是指零电压开关（Zero Voltage Switching,ZVS）或零电流开关(Zero Current Switching,ZCS)。
它应用谐振的原理使开关变换器中开关管的电压或电流按正弦或准正弦规律变化，当电压自然过零时，使器件开通；当电流自然过零时，使器件关断，实现开关损耗为零，从而可以使开关频率提高。
反激变换器在低功率场合应用十分广泛，但是，由于开关管存在容性开通损耗，限制了开关频率的提高。
原理上有很多种方法可实现软开关，但是大多数开关要承受很高的电压应力，因此不适合用于输入电压比较高的场合。
由反激变换器的工作原理可知，当电感电流工作在断续工作模式（DCM）下，在电感电流减小到零以后，开关两端电容与变压器原边电感产生谐振，本文将研究如何利用产生的谐振来实现开关管的软开关工作，减小开关管的开通损耗。
2 准谐振软开关反激变换器工作原理准谐振软开关反激变换器工作原理如图1所示。
其中L m为原边电感，L k为原边漏感，电容C d包括开关管Q的输出电容C oss，变压器的匝间电容以及电路中的其他一些杂散电容。
R p包括变压器原边绕组的电阻以及线路电阻。
图1 准谐振软开关反激变换器原理图根据反激变换器的工作原理，当电路工作在电感电流断续时，在开关管Q开通时，流过变压器原边的电流峰值有：I=t on （1）pk,p式中：V in为输入直流电压；L为初级电感L p=L m＋L k；pt为开关管导通时间。
on图2为电路工作在DCM模式下开关管Q上的v ds波形。
图2 DCM模式下开关v ds波形从图2可以看出，在开关管Q关断之后，Q两端会产生一个电压尖峰。
LCL谐振型软开关CPS软开关工作点研究
Ｉ 商 沌 Ｈ Ｈ负 载 ｆ
高频 电场
散 映射 空 间 Ｇ： Ｄ—Ｄ ～ ， Ｇ 是从 △ 到△ 的一一 对 应 的 映射 ，并 且
卜叵嘈Βιβλιοθήκη ｆ 高 电 Ｈ霖 鬻 Ｈ负 载 Ｉ
拾取 电路 ｎ
Ｇ和 Ｇ 。 在 Ｄ中都是连续可微的。 若 Ｇ 的轨线 的集合为｛ Ｉ ｘ ｋ ＝ Ｇ 。
（ 肛 ｓ ｉ ｎ （ ｆ ＋ ）
非接 触供 电 系统 （ Ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， 以 下 简 称
ＣＰ Ｓ ） 是 一 种 应 用 电磁 感 应 耦 合 的 原 理 ， 将 原 边 的 电能 （ 一 般 为 电 缆 等） 传 递 到一 个或 多个 副边 拾 电 器上 ， 通 过 非 接 触 方 式 实 现 了 电能 从 静 止 电网 向 可移 动 设 备 供 电 的技 术 。通 过 非接 触 供 电 技术 ， 实 现 了 供 电线 路 和用 电设 备 的机 械 分 离 ， 大 大 提 高 了 用 电 设 备 的灵 活 性 ， 弥 补 了传 统 供 电 的 导 线 裸 露 、 机械磨损 、 接触 火 花等不足 ， 是一种安 全、 可靠 、 灵活 、 高 效 的新 型 供 电 方 式 ， 因 此
ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ． ｔ ｈ ｅｎ ｃ ｏ ｍ ｅｓ ｏｕ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｓ ｏ ｆ ｔ —ｓ ｗｉ ｔ ｃｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｏｉ ｎ ｔ ｃ ａｌ ｃｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐｒ ｏ ｃ ｅｄｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｎｄ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｇｉ ｖ ｅ ｖ ａ ｌ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏｎ．
，
ｋ ∈ Ｚ｝ ， 则二 元 组 ｛ Ｄ， Ｇ｝ 定 义 一个 可 微 的离 散 流动 力 系统 。
一种LLC谐振式软开关高频变换器研究与实现
一种LLC谐振式软开关高频变换器研究与实现
马昭;刘浩
【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】该文对LLC谐振式高频变换器拓扑结构进行分析,详细推导了传统的LLC 谐振式变换器的直流电压增益模型,提出了考虑高频变压器寄生参数和谐振电感寄生参数的优化改进方法,建立数学模型分析得到了更为精确的直流电压增益模型,进一步得到了传统增益曲线和改进后直流增益曲线对比图。
以提出的改进增益模型为基础,对谐振网络归一化电感比K和品质因数Q进行详细设计,并得到了谐振槽参数的计算方法。
该文还对LLC谐振变换器的硬件结构进行介绍,根据LLC谐振变换器的指标,最终搭建了硬件试验平台。
试验结果表明,该LLC谐振式软开关高频变换器参数设计能够实现开关网络的零电压开通、整流网络零电流关断软开关功能。
【总页数】4页(P9-12)
【作者】马昭;刘浩
【作者单位】西安航空学院电子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.零电压双LLC谐振软开关超高频感应加热电源变换器
2.一种高频隔离LLC谐振双向直流变换器的实现
3.LLC谐振软开关变换器的技术研究
4.新型LLC+LC双谐
振软开关变换器研究5.电动汽车直流充电系统LLC谐振变换器软开关电压边界分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
具有功率因数校正和软开关的高频开关电源的设计的开题报告
具有功率因数校正和软开关的高频开关电源的设计的开题报告一、选题背景和意义高频开关电源作为一种广泛应用于各种电子设备的电源解决方案，近年来得到了越来越广泛的应用。
在实际应用中，高频开关电源有许多优点，如高效率、小型化、轻量化等。
但是，由于其工作频率较高，对电源电路本身的设计要求较高，同时其输出的电流和电压所谓强烈的脉动和谐波，给设备的可靠性和稳定性带来了很大的挑战。
因此，在设计高频开关电源时，需要考虑包括功率因数校正和软开关等在内的各种技术手段，以解决其固有的问题，提高其可靠性和稳定性，进而更好地满足实际应用的需要。
二、选题目标和内容本课题的目标是设计一种具有功率因数校正和软开关功能的高频开关电源。
其中，功率因数校正技术能够有效地提高电源的功率因数，降低输入电流谐波，提高电源的效率；软开关技术能够有效地减小输出电流谐波，改善电源的电磁兼容性和稳定性，降低故障率。
具体内容包括：1.设计高频开关电源的基本框架：包括输入滤波电路、整流电路、电容滤波器、逆变电路等。
2.设计功率因数校正电路：利用功率因数校正电路，对电网电流进行控制，使其与电压同频同相，实现电流和电压之间的正弦关系，提高功率因数。
3.设计软开关电路：利用软开关技术实现开关管的软起动和软关断，减小输出电流的谐波，降低设备的辐射干扰和电磁故障率。
4.进行电路模拟与仿真：通过电路模拟和仿真，验证电路设计的正确性和可行性，并优化电路参数和性能。
5.搭建实验平台和测试：基于设计的电路，搭建实验平台进行实验测试，验证电路的性能和可靠性，进一步优化电路设计。
三、预期成果和应用价值通过本课题的研究，预期可以实现一种具有功率因数校正和软开关功能的高频开关电源，并通过实验验证其性能和可靠性。
这种高频开关电源具有高效率、小型化、轻量化等优点，能够更好地适应各种电子设备的电源需求，具有广泛的应用前景。
同时，本课题研究所获得的技术经验和实验数据，还具有一定的研究价值和推广应用价值，能够为相关领域的学术和工程研究提供有益的参考和借鉴。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于准谐振型软开关的高频开
在高频开关电源的DC-DC变换电路中，功率开关管在控制信号强制控制下，有电压时被开通，有电流时被关断，这种工作方式称为硬开关。
传统的PWM开关方式属于硬开关技术，它的缺点显而易见。
(1)开关管无论在导通或截止时，电压和电流均不为零，功率器件承受的电压、电流应力大，开关管存在功耗，且开关频率越高，功耗愈大。
(2)开关管关断时，电路中的感性元件和容性元件会产生幅值很高的尖峰电压和尖峰电流，对开关器件造成危害，且开关频率越高，损害越大。
(3)随着工作频率的增高，会产生严重的电磁干扰，对自身电路及电网和周边电子设备造成影响。
理想的关断过程是电流先降到零，电压再缓慢上升到断态值，关断损耗近似为零。
因为功率开关管关断之前，电流已下降到零，这就解决了感性关断尖峰电压问题，而理想的导通过程是电压已先降到零，电流再缓慢升到断态值，导通损耗近似为零。
功率开关管结电容上的电压也为零，解决了容。