缓冲电路的设计
电磁兼容(EMC)之 RCD设计
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小结
此次我们对反激电源的RCD吸收电路做了分析。 分析它是因为： 1、RCD吸收回路可以降低MOS开/关时的尖峰电压，利于管子更好的工
作。 2、MOS管在开/关时会产生很大的di/dt和dv/dt，影响EMI，我们要将它
这个尖峰过高可能会造成MOS雪崩击穿而损坏，所以我们需要额外 的电路箝位之，使其控制在合理的范围内。
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MOS管 开/关波形
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MOS管 电压尖峰基本机理
例如常用的反激式开关电源： 变压器初级和次级的漏感 MOS管的输出电容COSS 次级二极管的结电容CJ 当MOS管关断时，初级电流在很短的时间内 给COSS充电，当其两端的电压超过输入电压 与反射输出电压之和（VIN+nV0）时，次级二 极管导通，因此励磁电感LM两端的电压被箝 位至nV0 因此，漏感Llk1和COSS之间会产生谐振，具有 高频和高压的浪涌，MOS管可能就会损坏 导致出现问题。
我们知道MOS管（电路中的主开关），在工作时其上的电压不能超过它 的最大额定值，否则MOS管就有损坏的风险。
我们实际参数选型中，一般我们都会降额使用，通常我们都会降额到 75-85%。 故，缓冲电路的设计也要尽最大可能使MOS管上的电压控制在降额后的 范围内，这样更能保证管子不会因过高的电压尖峰而损坏。
由①②两个方程就可以计算BULK电容上最小直流涟波电压 VDC
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CCM/DCM MOS管电压电流波形
CCM:
DCM:
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缓冲电路（RCD）设计
为降低漏感尖峰电压，可以增加一个RCD 吸收回路，将由于漏感和MOS的输出电容 产生的谐振电压控制在一个可以接受的电 平，从而保护主开关管。
缓冲电路
主要应用
各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等。 交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源 等电力电子装臵的核心部分都是逆变电路。
换流方式
• 逆变电路的基本工作原理
• 换流方式分类
逆变电路的基本工作原理
以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理
S1~S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅 助电路组成。
电压型逆变电路
1）逆变电路的分类 —— 根据直流侧电源性质的不同
直流侧是电压源
电压型逆变电路——又称为电压源
型逆变电路 Voltage Source Type Inverter-VSTI
直流侧是电流源
电流型逆变电路——又称为电流源
型逆变电路 Current Source Type Inverter-CSTI
单相电压型逆变电路
1）单相半桥逆变电路
工作原理
V1和V2栅极信号在一周期内 各半周正偏、半周反偏，两 者互补，输出电压uo为矩形 波，幅值为Um=Ud/2。
V1或V2通时，io和uo同方向， 直流侧向负载提供能量； VD1或VD2通时，io和uo反向， 电感中贮能向直流侧反馈。 VD1、VD2称为反馈二极管, 它又起着使负载电流连续的 作用，又称续流二极管。
参数计算与器件选择
根据不同的负载类型计算负载等效阻抗： 电阻型：Z=R 电阻电感型：Z=R+jωL Z=(R2+(ωL)2 ) ½ 对于RLC：Z=R+jωL-1/jωC 对于电阻：i＝2P/Ud＝Ud/2R 对于电阻电感：i＝2P/Udcosφ＝Ud/2Z 开关管上的电压：U=(2~3)Ud 电流：I=(1.5~2)(2)1/2i
电阻负载时，负载电流 io 和uo的波形相同，相位也 相同。
缓冲级电路设计
制作电子管缓冲级电路图近来放假没有外出，趁着有空便大过发烧瘾，亲自动手做了一部Buffer(缓冲级)，慢火煲了数天，其声音一天比一天美丽，觉得非常值得向各位发烧读者介绍和分享一下。
这个缓冲级的线路是用真空管12AU7A作三极A类扩流缓冲的，无负反馈，如图1所示。
本人觉得其音色在多方面都比Marantz 7的Buffer为佳，不过Marantz 7用电子管每声道只用半只，而这个线路每声道用一只12AU7，左右独立工作。
输入级用一只金属膜电容交连接入12AU7的第一栅极，该屏极由另一只PP电容连至12AU7的第二栅极，使其第二组triode已成为上级的电流自动调节系统，输出取自第一组阴极与第二组屏极交连处，再经一只2．2μFPP电容连到输出插座。
电阻R5的设置是在于把整线路设备于A类工作状态，即使没有信号或小信号输入时，都有一个固定屏流通过，使音色来得顺滑甜美，温暖自然。
早阵子去电子管铺，店员介绍一只北京电子管厂于60至70年代生产的钢骨双云母片旧装新管12AU7，用眼细看内部手工精细，包括极片、接脚、灯丝焊接和水银电镀都有上等工艺之感，价钱很便宜，还有测试配对服务。
我一共买了3只。
有一只是将用于另一部制作；12AU7加12BZ7加级间升压变压器加211的sinRle—endeddirectheatingtriode后级作头关的，完工后希望来日有机会在此与各位分享。
缓冲级的高压用了降压值有250V左右的π形滤波电源，灯丝为直流供电，如图2所示。
最后试机，测试的器材部分是本人的制作；组合是以Resolution Quantum解码推无源四层电阻搭棚前级，推电池供电的电子分音器，再推三部半电池供电的纯A 类后级直驱扬声器，声箱内并无传统式LC分音器，声音算得上平均中肯。
把焊好后的缓冲器接人解码器和前级之间播唱，发觉中高频分量不足。
于是把这缓冲器用调谐器作48小时长煲，输出接上47kΩ假负载。
两天后接回组合当中，先来一只萧邦《第一钢协》Adagio，Schindler’s List《第六》和十二段，试后场人声合唱，Evita的《Lament》试前场女声和吉他，Engelbert试男声…… 再试下去就已经并非试机，而是陶醉地欣赏音乐，真正的投入了音乐，虽然不是现场演奏的音乐，却真真正正地令人投入当中!本来这是已经很好的器材，再加上了电子管Buffer修饰过的表现，我的Resolution Quantum加上全套组合都升级了，它从未如此过!玩音响不要停下来，越玩越有味，一停就恐怕玩完了。
buck电路lcd缓冲电路工作原理
一、概述在电子设备中，LCD（Liquid Crystal Display）液晶显示屏已经成为一种常见的显示技术。
而在LCD的驱动电路中，缓冲电路的作用十分重要。
本文将介绍在LCD驱动电路中常见的缓冲电路——buck电路的工作原理。
二、LCD驱动电路概述1. LCD显示屏原理LCD显示屏通过在液晶材料中施加电场来控制光的透过程度，从而显示出不同的图案和文字。
其驱动电路通常由更替的开关电源和缓冲电路组成，以便精确控制电场的幅度和方向。
2. 缓冲电路的重要性在LCD的驱动电路中，缓冲电路的作用是将输入信号的阻抗转换为适合驱动LCD的输出阻抗。
缓冲电路还能提供电流放大和隔离的功能，以保护LCD显示屏和驱动电路。
三、buck电路的基本原理1. buck电路概述buck电路是一种DC-DC转换电路，其工作原理是通过开关管的不断连接和断开，将输入电压稳定降低到所需的输出电压。
在LCD驱动电路中，buck电路常常被用来为显示屏提供稳定的电压。
2. buck电路的工作原理buck电路中包含一个功率开关、电感、电容和二极管。
当功率开关闭合时，电感带动电流增大，储存能量；当功率开关断开时，电感释放能量，输出电压减小。
通过不断地调整开关管的闭合时间，buck电路可以将输入电压稳定地降低到所需的输出电压。
四、LCD驱动电路中的buck电路应用1. buck电路的稳压特性在LCD驱动电路中，正常工作需要稳定的电压输出。
buck电路通过内置的反馈控制电路，能够对输入电压进行精确的调整，以获得稳定的输出电压。
2. buck电路的节能特性LCD作为电子设备中常见的显示技术，对功耗的要求很高。
buck电路能够高效地将输入电压转换为所需的输出电压，减少了电能的损耗，达到了节能的效果。
3. buck电路的稳定性和可靠性LCD在工作时需要稳定的电压输出，同时又要求对电源的质量要求较高。
buck电路能够满足LCD驱动电路对电压输出的稳定性和可靠性的要求，保证LCD工作的稳定和可靠。
有源电力滤波器缓冲电路的参数优化设计
（ ．东北大 学 信 息科 学 与工程 学 院 ， 宁 沈 阳 １ ０ ０ ； １ 辽 １ ０ ４
２ 中国北方 车辆研 究所 电子信 息 与控制 部 ， 京 １０ ７） ． 北 ０ ０ ２
摘 要 ： 对 ＡＰ 主 电路 中 Ｉ Ｂ 针 Ｆ Ｇ Ｔ开 关 产 生 过 大 尖 峰 电 压 的 问题 ， 出 一 种 有 效 的 Ｒ Ｄ缓 冲 电路 参 数 优 提 Ｃ 化 设 计 方 法 。通 过 对 缓 冲 电路 工 作 原 理 的分 析 ， 导 和 计 算 出缓 冲 电路 参 数 的设 计 公 式 。仿 真 和实 验 结 果 表 推 明 ， 设计能够有效抑制 ＩＢ 该 Ｇ Ｔ产 生 的尖 峰 电 压 ， 高 Ｅ 特 性 ， 证 电路 的 可 靠 运 行 。该设 计 成 功应 用 于 １ 提 ＭＩ 保 台 １ ０ｋ ・ 有 源 电 力 滤 波 器 实 验 样 机 ， 样 机 的 长 期 运 行 ， 明 了该 方 法 的 有 效 性 和 实 用 性 。 ０ Ｖ Ａ 该 证 关 键 词 ： 冲 电路 ； 化 设 计 ； 缘 栅 双 极 晶 体 管 ； 源 电 力 滤 波 器 缓 优 绝 有
（ ．Ｃ ｌｅ ｅｏ ｎ ｏ ｍａ ｉｎＳｃｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉｇ，Ｎｏｔ ｅ ｓｅ ｎＵｎ ｖ ｒｉ １ ｏ ｌｇ ｆ Ｉ ｆ ｒ ｔｏ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅｒｎ ｒｈ ａ ｔｒ ｉｅ ｓｔ ｙ，Ｓ ｅ ｙ ｎ １ ０ ４ ｈｎ ａ ｇ １０ ０ ， Ｌｉｏ ｉ ｇ，Ｃ ｉａ；２ ａ ｎｎ ｈｎ ．Ｅｌｃｒ ｎｃ ｎ ｒ ｔｏ ｎ ｏ ｔｏ ｐａ ｔ ｎ ，Ｃｈ ｎ ｅｔｏ ｉｓＩ ｆｏｍａ ｉｎａ ｄ Ｃ ｎ ｒ ｌＤｅ ｒｍｅ ｔ ｉａ
Ｎｏ ｔ ｅ ｉｌ ｓａ ｃ ｎ ｔｔ ｔ ，Ｂｅｊｎ ０ ０ ２ ｒｈ Ｖ ｈ ｃｅＲｅｅ ｒｈ Ｉ ｓｉｕ ｅ ｉｉ ｇ １ ０ ７ ，Ｃｈ ｎ ） ｉａ
缓冲电路设计.doc
缓冲电路设计方法1. RCD 缓冲电路∙ Lm=L1+L2 ∙ Ls ∙ Cs ∙ Ds ∙Rs： ： ： ： ： 电源线的线电感 缓冲电路电感 缓冲电容 缓冲二极管 缓冲电阻2. 关断波形∙ Io ∙ Vcesp∙ Vcep ∙ Ed∙Vfp(Ds)： ： ： ： ： 集电极关断电流 Ls 引起的尖峰电压峰值 Cs 充电的峰值电压 电源电压缓冲二极管的正向恢复电压∙Vfp(Ds) ∙ Ls 应尽量小 应尽量小∙Lm ∙Cs应尽量小 应足够大3. 缓冲电路的选择 (1)缓冲电容(Cs)∙ Lm ∙ Io∙Vcep ： ：1μH/m2×Ic(Rated)0.9×Vces400V for AC 220V, 800V for AC 440VEd ：：(2)缓冲电阻(Rs)·f:开关频率4. 缓冲电路类型5. 缓冲参数表1000V/GTR: Z- 系列型号Ic(DC) Vces 缓冲器类型Cs(Ed=650V)Rs(Lm=1μH,f=15kHz)Ds2DI30Z-100 30A600VA(Lm=0.5μH)0.033 μF- -2DI50Z-100 50A 0.094 μF- -2DI75Z-100 75AB(Lm=1.0μH)0.15 μF 1.2kΩ/60W ERG27-102DI100Z-100 100A 0.22 μF 1.0kΩ/100W ERG27-10 2DI150Z-100 150A 0.56 μF330Ω/230W ERG27-101DI200Z-100 200AC(Lm=1.0μH)2.7 μF68Ω/400WERG27-10ERG77-101DI300Z-100 300A 6.4 μF33Ω/900W ERG27-10 ERG77-101200V/GTR: Z- 系列型号Ic(DC) Vces 缓冲器类型Cs(Ed=800V)Rs(Lm=1μH,f=15kHz)Ds2DI30Z-120 30A1200VA(Lm=0.5μH)0.022 μF- -2DI50Z-120 50A 0.068 μF- -2DI75Z-120 75AB(Lm=1.0μH)0.1 μF 2.2kΩ/60W ERG28-122DI100Z-120 100A 0.47 μF330Ω/100W ERG28-12 2DI150Z-120 150A 0.56 μF330Ω/230W ERG28-121DI200Z-120 200AC(Lm=1.0μH)2.2 μF68Ω/400WERG28-12ERG78-121DI300Z-120 300A 4.7 μF33Ω/900W ERG28-12 ERG78-12600V/IGBT系列 *（L/F系列，部分N系列）型号Ic(DC) Vces 缓冲器类型Cs(Ed=400V)Rs(Lm=1μH,f=15kHz)Ds6MBI10*-060 10A600V A(L m=0.5μH)0.033μF- -6MBI15*-060 15A 0.1μF- - 6MBI20*-060 20A 0.16μF- - 6MBI30*-060 30A 0.33μF- -6MBI50*-06050A 1.0μF- -2MBI50*-060 0.33μF- -6MBI75*-06075AB(Lm=1.0μH)1.6μF16Ω/420W ERE24-062MBI75*-060 0.47μF56Ω/420W ERE24-066MBI100*-060100A 2.2μF10Ω/750W ERE24-062MBI100*-060 0.68μF22Ω/750W ERE24-06 2MBI150*-060 150A 1.8μF16Ω/1.7kW ERE24-06 2MBI200*-060 200A 3.3μF 6.8Ω/3.0kW ERE24-062MBI300*-060 300AC(Lm=1.0μH)10.0μF 2.2Ω/6.8kWERE24-06ERE74-062MBI400*-060 400A 18.0μF 1.6Ω/12kW ERE24-06×2P ERE74-06×2P1200V/IGBT 系列 *（L/F 系列，部分N 系列）型号Ic(DC)Vces缓冲器类型 Cs(Ed=800V)Rs (Lm=1μH,f=15kHz)Ds 6MBI8*-120 8A 1200VA (Lm=0.5μH)0.0068μF - - 6MBI15*-120 15A 0.022μF - - 6MBI25*-120 25A 0.068μF - - 2MBI25*-120 30A 0.022μF - - 6MBI50*-120 50A 0.068μF - -2MBI75*-12075AB (Lm=1.0μH)0.1μF 220Ω/420W ERG28-12 2MBI100*-120 100A 0.47μF 56Ω/750W ERG28-12 2MBI150*-120 150A 0.56μF 47Ω/1.7kW ERG28-12 1MBI200*-120 200A C (Lm=1.0μH)2.2μF 10Ω/3.0kW ERG28-12 ERG78-12 1MBI300*-120 300A4.7μF5.6Ω/6.8kWERG28-12 ERG78-126. 低电感线路的基本结构(1) 叠层导线板(2) 叠层导线条7. 电容缓冲器电路（集中缓冲)缓冲电容的选择∙ L ∙ Io ∙Vceo ∙Ed ：分布电感 ：关断时的Ic ：尖峰电压 ：DC 电源电压8. 集中缓冲器电容（参考值）元件规格栅极驱动条件电源电路的分布电感缓冲电容-Vge(V) Rg(Ω)(μH)(μF)600V50A5―15≥51- 0.47 75A ≥33100A ≥24150A ≥16 ≤0.2 1.5 200A ≥9.1 ≤0.16 2.2 300A ≥6.8 ≤0.1 3.3 400A ≥4.7 ≤0.08 4.71200V50A5―15≥24- 0.47 75A ≥16100A ≥9.1150A ≥5.6 ≤0.2 1.5 200A ≥4.7 ≤0.16 2.2 300A ≥2.7 ≤0.1 3.3情感语录1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，却难以启齿。
RC缓冲电路snubber设计原理教学内容
R C缓冲电路s n u b b e r设计原理RC缓冲电路snubber设计原理RC 缓冲 snubber 设计Snubber 用在开关之间，图 4 显示了 RC snubber 的结构图，用 RC 电路可以降低管子的峰值电压及关断损耗和降低电流振铃现象。
我们可以轻松选择一个snubber Rs ， Cs 网络，但是我们需要优化设计以达到更好的缓冲效果快速 snubber 设计，为了达到 Cs 〉 Cp ，一个比较好的选择是 Cs 选择两倍大小的 Cp ，也就是两倍大小的开关管寄生电容及估算出来的 LAYOUT 布板电容，对于 Rs ，我们选择的标准是 Rs=Eo/Io ，这表示通过电流流向 Rs 的所产生的电压不能比输出电压还大。
消耗在 Rs 上的电压大小我们可以通过储存在Cs 上的能量来估计。
下式表示了储存在电容上的能量。
当电容 Cs 充放电的过程中，能量在电阻 Rs 上消耗，而这个过程中在一个给定的开关频率下平均的功率损耗如下所得：因为振铃的发生，实际的功耗比上式要稍微大一些。
如下将用实例来演示一遍以上的简化设计步骤，现在用 IRF740 ，额定工作电流时 Io=5A ， Eo=160V ， IRF740 的 Coss=170pF ，布板寄生电容大概40pF ，两倍 Cp 值大概 420pF 左右，我们选择一个 500V 的 mike snubber 电容，标准的容值有 390 和 470pF ，我们选择比价接近的 390pF ，Rs=Eo/Io=32W ，开关频率 fs 设为 100kHz 的话， Pdiss 大概为 1W 左右，选择一个寄生电感非常小的 2 W 的碳膜电阻作为 Rs 。
如果这种简化而实际有效的设计方法还不能有效减小峰值电压，那么我们可以增加 Cs ，或则使用如下的优化设计方法。
优化的 RC 滤波器设计在一些情况下必须降低峰值电压及功率损耗很严重，我们可以借鉴以下的优化snubber 设计方法，以下是 W.McMurray 博士在一篇文章提出的经典的Rcsnubber 优化设计方法，如下讨论其精粹的设计步骤。
大功率IGBT模块并联特性及缓冲电路研究
大功率IGBT模块并联特性及缓冲电路研究1. 本文概述随着现代电力电子技术的快速发展，大功率绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块在电力系统、工业控制、新能源等领域中发挥着越来越重要的作用。
特别是在高电压、大电流的应用场合，单个IGBT模块往往难以满足系统的功率需求，将多个IGBT模块并联使用成为了一种常见的解决方案。
IGBT模块在并联运行时会出现诸如均压均流问题、热平衡问题以及开关特性不一致等问题，这些问题不仅影响系统的稳定性和可靠性，还可能缩短模块的寿命。
本文针对大功率IGBT模块并联运行时的特性和问题展开研究，重点分析并联模块之间的电压和电流分配不均的机理，以及由此引发的热平衡问题和开关特性不一致现象。
进一步地，本文将探讨缓冲电路的设计和优化，以解决并联运行中的这些问题。
缓冲电路能够有效地抑制电压和电流的峰值，降低开关过程中的损耗，从而提高系统的效率和可靠性。
本文将通过理论分析和仿真验证，提出一种适用于大功率IGBT模块并联运行的缓冲电路设计方案，并对该设计方案的性能进行评估。
本文的结构安排如下：介绍IGBT模块的基本原理和工作特性，以及并联运行时的问题和挑战分析并联模块间电压和电流分配不均的机理，以及热平衡问题和开关特性不一致现象的产生原因接着，详细阐述缓冲电路的设计原理和优化方法通过仿真实验验证所提出缓冲电路设计方案的有效性和可行性总结全文并提出进一步的研究方向。
2. 模块基础理论绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）是一种高压、大电流的功率半导体器件，广泛应用于电力电子装置中。
IGBT模块的工作原理涉及三个基本过程：导通、截止和开关。
在导通状态下，IGBT作为一个功率开关，允许电流流过而在截止状态下，则阻止电流流过。
IGBT的开关速度和效率是其关键性能指标。
当IGBT模块并联使用时，可以实现更高的功率输出。
模块间的并联特性对整体性能有显著影响。
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基于IGBT逆变桥缓冲电路的设计对于不同的电力电子器件，缓冲电路的功能有所不同。
IGBT的缓冲电路有其自身特点：1、IGBT的安全工作区范围较大，不需要保护抑制二次击穿极限，只需控制瞬态电压；2、一般应用中，IGBT的工作频率较高，在每次开关过程中缓冲电路都要通过IGBT或自身放电，可能带来较大的损耗。
对于像IGBT这种高频开关器件，线路杂散及分布电感可起到开通缓冲的作用；另外，在大容量的应用中，由于经常用于感性负载，也可起到开通缓冲的作用。
IGBT的工作频率经常高达20-50kHz，即使大容量应用一般也在5kHz，因此很小的电路电感就可能引起很大的Ldi/dt，从而产生过电压危及IGBT的安全，故IGBT的缓冲电路的功能更侧重于开关过程中过电压的吸收和抑制。
1 IGBT逆变桥无源无损缓冲电路的提出1.1传统的IGBT逆变桥RCD缓冲电路图1是用于IGBT逆变桥的几种常用的缓冲电路。
图a)是最简单的单电容电路，适用于小容量的IGBT模块，对于抑制瞬变电压非常有效且成本较低。
由于电路中无阻尼元件，随功率增大，易与线路杂散电感产生LC震荡，故应选择无感电容或串入电阻。
图b)是一个单元RCD缓冲电路，由于其中的快恢复二极管可钳位瞬变电压，从而可抑制谐振的发生。
但随着功率等级的进一步加大，这种电路的回路寄生电感会变得很大，以至不能有效控制du/dt，因此，一般用于小容量IGBT逆变桥。
图c)是钳位式RCD缓冲电路，是实际应用较多的缓冲电路。
该电路将电容上过冲能量部分送回电源，因此损耗较小，被认为是适合大功率IGBT的缓冲电路。
(a) (b) (c)图1三种常用的IGBT缓冲电路在上述RCD缓冲电路中，由于使用电阻来为缓冲电容提供放电通路，消耗了部分能量，降低了电路的效率。
l.2 一般逆变桥无损缓冲电路的研究为了减少缓冲电路带来的额外能量损耗，国内外许多专家学者都在研究适用于逆变桥的无损缓冲电路。
分析已有的各种无损缓冲电路，可以得出以下两点：●需要有缓冲吸收元件，用来控制开关器件的瞬变电流和瞬变电压，实现开关的零电流开通和零电压关断，故一般都串联一个开通缓冲电感L和并联一个关断缓冲电容C；●需要有缓冲吸收元件无损释放所吸收能量的辅助电路，或是转移其吸收的能量的其他储能元件及其无损回馈电能的辅助电路。
由于辅助电路元件的组合可以千变万化，而人们也在研究桥臂开关共用缓冲电感或者缓冲电容的方法，以减少元件数目、简化电路结构，因此缓冲电路的形式可以有很多变化。
尽管缓冲电路的具体电路构成可以有许多变化和不同，但所有适用于逆变桥的无源无损缓冲电路是有一些共性和特点的，可以利用这些特点组合出一种甚至多种不同拓扑的无源无损缓冲电路。
1.3 IGBT逆变桥无源无损缓冲电路的提出首先，IGBT作为一个经常用在开关频率5kHz-20kHz、大容量应用的开关器件，可以先不考虑开通缓冲电路，只考虑关断过电压及二极管反向恢复过电压的抑制。
其次，关断缓冲电容Cs的布置。
图1c)RCD缓冲电路是一种对称结构。
从工程应用方面考虑，工业上已有专为IGBT生产的缓冲电容模块，甚至已有图1c)中的RCD缓冲电路集成模块，故采用后一种布置更能适应模块化的发展趋势，更容易大规模地应用到实际电路中去。
因此，本文中也采用这种拓扑布置缓冲电容。
(a) (b)图2 钳位式无源无损缓冲电路的提出第三，缓冲电容中能量的转移和回馈。
分析已有的无损缓冲电路，电容能量的恢复大多需要电感作为能量转移的中间环节，结合图1c)RCD缓冲电路中电容能量的转移路径，考虑用电感元件Lr替代RCD电路中的电阻元件，并且为了避免振荡，串联一个导流二极管。
电路如图3.2a)所示。
最后，考虑到在上述缓冲电路工作的过程中，当IGBT开通时，对管缓冲电容充电和对管放电电感Lr的影响，增加了开通缓冲电感Ls，布置位置按照电路的要求串联在两个开关之间的主电路中。
至此，提出了本文的钳位式IGBT逆变桥无源无损缓冲电路，具体见图2b).2 本文逆变桥无源无损缓冲电路的理论分析2.1 工作状态分析本文缓冲电路的特点在于缓冲电容与辅助放电电感及导流二极管串联，交叉接至直流电源，可以看出，C sl，和C s2的电压将不低于电源电压U d。
缓冲电容吸收的能量通过一个小电感释放，即限制了放电冲击，又不消耗能量，而且，小电感中的能量有多个路径可以返回到电源和负载。
理论分析以及电路图中使用的符号说明如下：U d：直流电源电压I load(I0)：负载等效电流源T1、T2：上下桥臂开关管D1、D2：桥臂开关反并二极管U cel、I cl：T1两端电压、T1电流C sl、D sl：缓冲电容、对应的缓冲电容辅助二极管L sl：开通缓冲电感L rl、D rl：放电辅助电感和对应的辅助导流二极管在下面的分析中，有一些假定：l)所有元件具有理想特性；2)负载为较强感性负载；3)直流电源电压恒定；4)考虑到实际应用中一般都会设死区时间，分析中按有死区考虑。
以下对无源无损缓冲电路在感性负载下的工作状况作了理论分析，图3画出了电路中以T1为主的相关各电量的波形(T2的工作过程与此类似)，可以把波形分为几个时段进行分析，图中主要按死区时间划分了时段。
图4是电路在各个时段的等效电路。
l、0到t1时段：T1稳态导通，T2关断，T1两端电压U cel为零，T1的电流I cl 等于负载电流，U csl，等于U d，D sl，D rl截止。
图3缓冲电路各电量理论分析波形图4缓冲电路的工作状态变化图2、t1至t2时段：T1关断，电流I cl拖尾下降，感性负载电流由C sl，D sl回路和T2的反并二极管D2续流，T1两端由引线电感及开通缓冲电感L sl，引起的关断过电压由C sl吸收钳制，C sl的电压上升。
T1电压在关断瞬时，由于D sl导通，等于U Csl=U d，然后随着C sl的电压上升，D sl截止，T1电压下降直至等于T2电压，等于U d/2。
而当C sl的电压大于U d后，开始经由L rl向电源返回能量，L rl电流逐渐上升。
在D sl导通时，L sl电流还可以经由D sl向负载返回能量。
3、t2至t3时段：T2开通，T1电压又等于U d，负载电流以与前半周期相反方向经T2流通，C sl的电压逐渐降回U d。
T2开通瞬间，电源经C sl、D sl、L sl、L s2和T2向C sl充电，L rl电流由D sl、L sl和T2流通，T2稳态导通后，L rl剩余能量主要由C sl返回电源和经T2向负载返回能量。
4、t3至t4时段：T2关断，过渡过程与T1关断相似，T2相应电量的变化与T1对偶。
相似地，T1两端电压瞬时降为零，又上升至U d/2。
5、t4至t5时段：T1又开通，T1电压降为零，T1电流在引线电感、缓冲电感以及感性负载作用下逐渐上升，然后T1进入稳态导通。
然后，又一个周期开始。
2.2 损耗分析理论上，本文提出的无源无损缓冲电路没有采用耗能元件，故缓冲电路上没有电能损耗。
但是，缓冲电路中二极管的损耗和串在主电路中的开通电感都会在实际上带来一些损耗。
由图3可以看到，逆变桥开关IGBT的损耗主要是关断损耗，导通损耗和开通损耗很小可以忽略。
为便于估计IGBT 的关断损耗，我们考虑把关断期间的电压电流线性化，而且，假设在t 1至2112t t t -+时段，电压由U d 线性下降为U d /2，在2112t t t -+至t 2时段，电压等于U d /2：电流的下降时间等于死去时间，即在t 1至t 2时段，由I 0线性下降至0。
21ce t ,=d d d d U t t U U t -=-记则： (0)2d t t ≤≤ ce =2d U U ()2d d t t t ≤≤ 0c 0dI I I t t =- (0)d t t ≤≤ 这样，就可以估算IGBT 的关断损耗P off ：200ce c 0000217+248d d d t t ddoff d d d t d d d U I U I P U I dt U t I t dt I t dt U I t t t t ⎛⎫⎛⎫⎛⎫==---= ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎰⎰⎰ 由于钳位式缓冲电路中，缓冲电容的电压在开关关断前的初值为U d ，而不是零，使得关断时IGBT 的电压上升率比较大，故对于IGBT 的关断损耗的减小没有太大作用。
由于电路在关断时的工作状况与传统RCD 缓冲电路相同，其关断电能损耗的估算也大体相同。
但是，在开通损耗方面可能随开通缓冲的作用大小而有所不同。
总体来看，由于几乎没有开通损耗，IGBT 的损耗还是比硬开关条件下减少许多。
3 本文逆变桥无源无损缓冲电路的参数计算3.l 缓冲电容C s 的选择缓冲电容C s 的参数选择与传统RCD 缓冲电路中C s 的选择原则相同，一般根据电路容许的电压超调量△U 来选择。
按照能量守恒定理，缓冲电容吸收的能量等于直流母线的等效电感释放的能量，则有如下等式：22s 01122s L I C U =∆则 2s 02=s L I C U∆ （式中，L s 为等效引线电感，I 0为负载电流） 由上式可见，引线等效电感越大、负载电流越大、抑制过电压效果越好，所需的缓冲电容C s 就越大。
3.2 辅助放电电感L r 和开通缓冲电感L s 的选择缓冲电容中能量释放可分为两个阶段：一、T 1关断(t=0)到T 2开通(t=t d ，t d 为死区时间)；二、T 2开通(t=t d )到放电结束。
图 5 缓冲电容放电等效电路阶段一，缓冲电容C s 的能量的放电回路为等效引线电感L s ’、直流电源U d 、辅助放电电感L r 。
阶段二，缓冲电容能量的放电回路除了上述路径外，还可以经负载、开通缓冲电感L s 、开关T 2放电。
两个阶段的放电等效电路见图5。
由于L s '<<L r ，L s ，L load ，图中忽略了引线电感L s '。
考虑到直流电源的电压波动很小，假定电源电压恒定等于U d 。
(l)T 1关断(t=0)到T 2开通(t=t d )T 1关断，缓冲电容C s 的电压很快上升，为简化计算，认为C s 的电压在t=0时刻即已达最大值，即u Cs (0)=U d +△U 。
辅助电感L r 在t=0时刻的电流初值为i=0。
则由等效电路图a)可列出如下方程：22=+Cs s Cs r s Cs d d Cs r du i C d u dt L C u U di dt U u L dt ⎧=-⎪⎪⇒+=⎨⎛⎫⎪- ⎪⎪⎝⎭⎩（1） 由u Cs (0)=U d +△U ，u Cs (∞)=U d 解方程得：cos Cs d u U U i ⎧⎛⎫=∆+⎪⎪⎪⎨⎛⎫⎪=∆⎪⎪⎩（2） 把t=t d 代入(2)式，就得到t=t d 时刻的u Cs (t d )和i(t d )。