來源：《電源技術應用》

四象限dc/dc零電壓開關

準諧振羅氏變換器 摘要：工業(yè)應用中通常要求能夠滿足多象限運行。零電壓開關（zvs）技術能夠顯著地降低開關由關斷狀態(tài)轉向導通時的功率損耗。然而，大多數文章中論述到的零電壓開關變換器僅是單象限運行。本文介紹的四象限dc/dc零電壓開關準諧振羅氏變換器是一種新型的可以在四個象限內運行、運用軟開關技術的變換器。它能夠有效地降低功率損耗，從而提高功率傳輸效率。實驗測試結果驗證了文中的分析和計算。 關鍵詞：軟開關技術 零電壓開關 準諧振變換器

1 引言

經典的dc/dc變換器通常體積大且功率密度和功率傳輸效率低。雖然第一代羅氏變換器系列顯著地增大了電壓傳輸增益，提高了功率密度和功率傳輸效率，但是相對而言，其開關上的功率損耗仍然較大[1－8]。高功率密度的開關電感變換器已成功地應用于dc/dc變換器[7－9]中，但是在開關閉合和關斷的轉換期間，很大的電流和電壓所產生的交疊，會在變換器內部兩只開關管上產生較大的功率損耗。

運用軟開關技術可以減少這種功率損耗[10－14]。然而大多數文章中論述到的這類變換器僅是單象限運行。本文介紹的新型四象限dc/dc零電壓開關準諧振羅氏變換器，能夠有效地降低變換器的開關損耗，從而提高功率傳輸效率。變換器電路如圖1所示。電路1實現i、ii象限內的運行；電路2實現iii、iv象限內的運行；電路1和電路2可以通過輔助開關實現相互轉換。每一個電路都是由一只主電感l(wèi)和兩只開關管及輔助元件所組成。假設主電感l(wèi)足夠大，則通過它的電流il可認為是一常數。源電壓v1和負載電壓v2通常情況上是恒定的，例如令v1=42v，而v2=±28v[7－9]。

它的四種運行模式如下：

（1）模式a（象限i）：電能由v1端傳向v2端；

（2）模式b（象限ii）：電能由v2端傳向v1端；

（3）模式c（象限iii）：電能由v1端傳向－v2端；

（4）模式d（象限iv）：電能由－v2端傳向v1端。

每種模式都有兩個狀態(tài)：“通”狀態(tài)和“斷”狀態(tài)，其開關狀態(tài)如表1所示[6,7,9]

表1 開關狀態(tài)（空白表示關斷） 電路、開關或二極管 模式a（象限-i） 模式b（象限-ⅱ） 模式c（象限-ⅲ） 模式d（象限-ⅳ） 狀態(tài)-通 狀態(tài)-斷 狀態(tài)-通 狀態(tài)-斷 狀態(tài)-通 狀態(tài)-斷 狀態(tài)-通 狀態(tài)-斷 電路 電路1 電路2 s1 通 　 　 　 通 　 　 　 d1 　 　 　 通 　 　 　 通 s2 　 　 通 　 　 　 通 　 d2 　 通 　 　 　 通 　 　

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