無源無損緩沖電路及其新拓撲

(d) 模態4(t₄～t₅)等效電路

(e) 模態5(t₅～t₆)等效電路

(f) 模態6(t₆～t₇)等效電路

圖6 等效電路圖

圖7 主要波形圖

模 態1(t₁－t₂) 在t₁時 刻 ， 主 開 關S關 斷 ，D_o導 通 ， 輸 入 電 流I_i由S線 性 地 切 換 到D_o， 同 時C_s

開始向負載放電，直到完全釋放，該模態結束；

模態2(t₂－t₃) 在t₂時刻，D_s自然導通，由于耦合電感的匝數比n>1，感應二次側電壓大于主側電壓，正的電勢差使得D_a導通，流經電感L_k的電流i_Lk線性增大，i_o相應減小，直到i_Do=0，轉到模態3；

模態3(t₃－t₄) 在t₃時刻，D_o自然關斷，輸入電流I_i的1/n經D_a，L_k和D_s向輸出負載供電；

模態4(t₄－t₅) 在t₄時刻，主開關管S零電壓開通，流經L_k的電流i_Lk減小，直到零，該模態結束；

模態5(t₅－t₆) 在t₅時刻，耦合電感L_k開始釋放能量，給C_s充電，直到v_Cs=V_o，同時向輸出負載反饋多余的能量;

模態6(t₆－t₇) 當耦合電感L_k完全釋放能量，該模態類似于普通PWM Boost開通狀態。

可見，該新穎的具有最小電壓應力的無源無損緩沖電路的所有元器件的電壓應力不超過輸出直流電壓V_o，而且能有效地提高變換器效率，明顯地擴展輸入電壓的范圍，從而在應用于PFC中，它將是一種低價、有效的拓撲。

5 結語

本文在解決硬開關存在的3種換流缺陷的基礎上，簡要地比較了有源緩沖電路、RCD緩沖電路、諧振變換器和無源無損緩沖電路等4種軟開關技術的優缺點，并提出了無源無損緩沖電路的結構原理和一般實現方法，以及最近在PWM變換器、三電平逆變器、三電平整流器和三電平PFC中的最新應用,重點介紹了無源再生式的軟開關變換器和具有最小電壓應力的無源無損緩沖電路等兩種新穎的DC/DC變換器拓撲，簡要地分析了它們的工作原理和優缺點，并總結了無源無損緩沖電路發揮的重要作用，從而說明無源無損緩沖電路已成為實現軟開關的重要技術之一，并被引起廣泛重視。