两种PWM变换器无源软开关方法的比较分析

3　最小电压应力和无最小电压应力无源软开关方法

　　文献[5][6]概括地提出将无源软开关方法按电路结构与特性的基本差异用一般化方法归结于两组基本电路元胞。一组为使电子开关上保持与硬开关变换器同样电压应力的称为最小电压应力（MVS）电路元胞,另一组为允许电子开关上有较高电压但无约束条件的称为无最小电压应力(non-MVS)电路元胞。见表1。这些电路元胞适当地附加在基本的硬开关DC/DC变换器中可实现无源软开关。在元胞5、6中，MOSFET为主电路开关管，也可用IGBT等其他类型的开关管代替。

3.1 MVS电路元胞软开关方法

　　在分析之前作如下假设：升压电感L足够大，在整个工作周期中，IL为恒定值I。元胞1附加在Boost上的等效电路如图4所示。

　　在开关管关断稳态时，Lr上的电流为I；S开通时，由于ILr不能突变，S上的电流从零开始增加，实现了零电流开通。开通后Cr 与Lr、Cs谐振，使Cr上的电压复位在-V，S关断时承受的电压为VCr与输出电压V之和为零，由于VCr不能突变，所以S实现了零电压关断。在整个开关周期中，S承受的最大电压应力与普通硬开关状态相同为V，故称为最小电压应力（MVS）。

　　元胞1附加在Boost电路中的具体工作过程可参见文献[5]。该电路参数的选择应该注意如下问题：

　　第一，在Cr置位阶段（VCr回到零）中，Cr继续充电，但是如果电流太小，将达不到实现软开关所需要的电压。这是由于有个感应的正电压加在Lr上，它开始导通，如果Lr上的电流在VCr回到零之前达到I，那么输入电流I将不会全部流过Lr，这样，阶段5c、5d、5e继续，零电流开通失败。为保证零电流开通，须满足：

　　这样，在设计中，Cr和Cs的比值受到了限制，x取值一般在0.1左右。

　　第二，如果式（2）得到满足，进入Lr置位阶段（ILr回到I），由于Ds2和Ds1导通，Cs与Lr并联，Cs中的能量用来使Lr中的电流达到I，以实现零电流开通，这样就有：

　　为留裕量，I取Imax。同样， Lr 和Cr的比值也受到了一定的限制。

3.2 non-MVS电路元胞软开关方法

　　电路元胞3只是在元胞1的基础上加了一个电感Ls，为更直接比较MVS电路元胞与non-MVS电路元胞的差异，将元胞3附加Boost电路上进行比较分析。见图5。

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