源箝位零電壓開關DC-DC變換器拓撲的研究
不失一般性,下面以buck-boost為箝位模塊,以boost為能量傳遞單元的拓撲結構來說明傳統有源箝位電路的缺點。
如圖6所示:諧振電感Lr接在開關管S1和二極管Db之間是為了控制二極管Db的反向恢復電流di/dt。當主開關管S1關斷時,輔助開關管S2和箝位電容Cc用于吸收貯存于Lr中的能量。因此,在該變換器中,當主開關管S1關斷時,其電壓應力被箝位于Vcc+V0,

同時主開關管和輔助開關管都實現了零電壓開關,但是,有于諧振緩沖電感Lr和Db結電容的存在,兩者會產生諧振,從而使Db上會產生很高的電壓應力,因此,Db必須選擇一個耐壓等級很高的二極管,這將增加成本和損耗。
3 改進型有源箝位ZVS-PWM DC-DC變換器
為了解決由于Lr和Db的諧振而引起的Db上電壓應力過高的問題,在圖7的改進型boost-buck-boost電路種,增加了一個二極管Dc用來箝位Db上的電壓應力。不過,雖然Db上的高電壓應力被箝位了,然而在開關轉換過程中,Db和Dc仍然是硬開關,因此,它們上面的dv/dt仍然很高,這將產生很大的EMI噪聲和增加開關損耗。為了解決這個問題,在圖8改進型boost-buck-boost電路中,用一個電容Cc2和Dc并聯,開關管的寄生電容和二極管的節電容都被吸收了,這樣,所有的開關器件都實現了軟開關同時又不會增加它們上面的開關應力和dv/dt以及di/dt.圖9給出了以buck-boost為有源箝位模塊,buck、boost、buck-boost、cuk、zeta、sepic改進型變換器。

4 一種新型有源箝位ZVS-PWM DC-DC變換器
在改進型的有源箝位ZVS-PWM DC-DC變換器中,雖然實現了所有開關器件的軟開關,但它增加了一個箝位二極管和一個吸收電容,相應地增加了電路的元件和成本。下面提出的有源箝位ZVS-PWM DC-DC變換器不僅可以實現所有開關器件的軟開關,而且不用增加元件的數目。圖10是以buck-boost有源箝位的boost電路。在該電路中,有源箝位網絡直接和諧振電感并聯,在該電路的任何時刻,M1、M2、D1三個開關器件中,總有兩個開關元件是導通的,而在此時刻關斷的開關器件,其上的電壓應力被箝位于較低的值。因此,所有的開關器件上的電壓應力都很低,而且主開關管可以在較寬的負載范圍內實現零電壓開關。

同理可以獲得一組以buck-boost箝位的DC-DC變換器,如圖11所示。

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