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【原创】跟我学系列之三,常用于APFC的软开关BOOST电路的分析与仿真 [查看此贴精编版]
阅读: 30660 |  回复: 136 楼层直达

2010/07/24 18:31:00
1
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

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跟我学系列之一,CCM模式APFC电路设计

跟我学系列之二,元器件降额使用参考

标签 仿真 Boost
2010/07/24 18:35:17
2
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
先把沙发抢了自己坐
2011/09/23 19:01:24
103
jiaxiong
电源币:0 | 积分:0 主题帖:6 | 回复帖:13
LV2
班长

很不错,做个记得,抽时间慢慢看。

2010/07/24 18:38:37
3
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

这几天睡眠不够,脑子很累啊,需要睡个好觉,

周日休息,周一开始写!

不仅要写,还要写好,要原创,要写有参考意义的精华帖!否则对不起那台ThinkPad,也对不起自己的辛苦,更对不起网友的点击!

给自己加油!

2010/07/25 21:43:06
7
lingqidian
电源币:0 | 积分:0 主题帖:29 | 回复帖:40
LV4
连长

支持版主,fighting!

2010/08/13 21:39:06
45
fkmyy1931627
电源币:0 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:40
LV4
连长
学习学习了
2011/04/25 20:47:52
99
南极
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:14
LV2
班长
真相一口气读完,只是实验室实在蒙热异常,改天继续拜读,感谢楼主的分享!!
2013/08/20 08:42:55
126
晨风飞扬
电源币:0 | 积分:0 主题帖:8 | 回复帖:39
LV4
连长
支持师长呀!真给力!
2013/09/24 10:16:45
129
黄燚
电源币:343 | 积分:3 主题帖:20 | 回复帖:501
LV7
旅长

2010/07/25 17:12:26
4
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
Oh my God, 沙发没了。
2010/07/25 17:51:14
5
transformer1
电源币:0 | 积分:0 主题帖:26 | 回复帖:1091
LV10
司令

做个记号

 

2010/11/16 13:38:33
83
CHENJIANMEI1988
电源币:141 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:48
LV4
连长
123
2010/07/25 20:21:25
6
geojion
电源币:16 | 积分:0 主题帖:19 | 回复帖:138
LV5
营长

收藏此帖

2010/07/26 08:26:57
8
hsym_101584
电源币:0 | 积分:0 主题帖:10 | 回复帖:89
LV5
营长
关注
2010/07/26 09:44:10
9
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

软开关的实质是什么?

所谓软开关,就是利用电感电流不能突变这个特性,用电感来限制开关管开通过程的电流上升速率,实现零电流开通。利用电容电压不能突变的特性,用电容来限制开关管关断过程的电压上升速率,实现零电压关断。并且利用LC谐振回路的电流与电压存在相位差的特性,用电感电流给MOS结电容放电,从而实现零电压开通。或是在管子关断之前,电流就已经过零,从而实现零电流关断。

软开关的拓扑结构非常多,每种基本的拓扑结构上都可以演变出多种的软开关拓扑。我们在这里,仅对比较常用的,适用于APFC电路的BOOST结构的软开关作一个简单介绍并作仿真。

2010/07/27 00:30:53
12
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

我们先看看基本的BOOST电路存在的问题,下图是最典型的BOOST电路:

 

假设电感电流处于连续模式,驱动信号占空比为D。那么根据稳态时,磁芯的正向励磁伏秒积和反向励磁伏秒积相同这个关系,可以得到下式:

VIN×D=(VOUT-VIN)(1-D),那么可以知道:VOUT=VIN/(1-D)

那么对于BOOST电路来说,最大的特点就是输出电压比输入电压高,这也就是这个拓扑叫做BOOST电路的原因。另外,BOOST电路也有另外一个名称:up converter,此乃题外话,暂且按下不表。

对于传统的BOOST电路,这个电路存在的问题在哪里呢?我们知道,电力电子的功率器件,并不是理想的器件。在基本的BOOST电路中:

1、当MOS管开通时,由于MOS管存在结电容,那么开通的时候,结电容COSS储存的能量几乎完全以热的方式消耗在MOS的导通过程。其损耗功率为COSSV2fS/2,fS是开关频率。V为结电容上的电压,在此处V=VOUT。(注意:结电容与静电容有些不一样,是和MOS上承受的电压相关的。)

2、当MOS管开通时,升压二极管在由正向导通向反偏截止的过程中,存在一个反向恢复过程,在这个过程中,会有很大的电流尖峰流过二极管与MOS管,从而导致功率损耗。

3、当MOS关断时,虽然有结电容作为缓冲,但因为结电容太小,关断的过程电压与电流有较多的重叠,也产生一定的关断损耗。

2010/07/27 00:52:25
13
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

下面我们来仿真一下最基本的BOOST电路。因为BOOST电路的输入端是个大电感,在稳态工作时,电流基本不变,所以,在稳态时可以用电流源来代替。而输出因为是大的滤波电容,稳态时,电容电压基本不变,故而在稳态时可以用电压源来代替输出电容。所以,我们可以在saber的环境下,得到这个电路:

 

我们进行瞬态分析,得到下图结果:

 

从图上可以看到:

1,MOS管在开通时,可以看到miller效应在驱动信号上造成的平台。

2,当MOS管开通时,在MOS的漏极和二极管上产生很大的尖峰电流。 

从仿真结果来看,的确存在我们前面分析的容性开通、反向恢复等问题。

那么软开关就能解决这个问题吗?

2010/07/27 00:57:34
14
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

下面我们先推出今天的第一个软开关的例子:

此电路是我以前分析一华为通信电源模块时所见。

  

 在这个电路中,我们主要增加了一个50uH电感、一个1000pF电容、一个辅助开关管HGTG30N60B3、一个钳位二极管MUR460等功率器件。

进行瞬态分析,我们得到如下结果:

 

在此图中,ga为辅助开关管驱动信号,g为主开关管驱动信号。ia为辅助开关管集电极电流信号,id为主开关管漏极电流信号。vdsa为辅助开关管VCE信号,vds为主开关关VDS信号。现在把工作原理分析如下:

t1时刻,辅管开始导通,由于辅管是双极性器件,所以容性开通的情况并不严重。ia波形从零开始缓慢上升,说明辅管是零电流开通。随着ia电流增加,当ia=iout的时候,输入电感电流完全流入辅助开关管,谐振电感电流开始过零反向流动,主开关管IXFH32N50的结电容开始通过谐振电感谐振放电。

t2时刻,主开关管的vds电压已经谐振到零,随后,主管的体二极管开始导通,把谐振电容钳位在0V,这时候,如果开通主管,则为零电压开通。

t3时刻,主开关管开通,从g的波形上可以看出来,主管开通驱动波形上不在有miller效应造成的平台,这也说明主管是零电压开通。

t4时刻,主管开通后,辅管就可以关断了。从波形上看,辅管的vce与集电极电流ia之间存在比较大的重叠区域。说明辅管的关断并不是软关断。辅管关断后,由于MUR460的钳位作用,辅管电压不可能超过输出电压vout。那么因为主管此时已经开通,而辅管的VCE为400V,那么谐振电感在400V电压作用下,电流快速上升。

t5时刻,主管的id达到了输入电流IIN,电路进入通常的PWM状态。直到t6。

t6时刻,主开关管关断,电感电流通过二极管向负载输出。主管因为并联了较大的snubber电容(1000pF),所以,关断时,vds以一个斜率上升,有较好的零电压关断特性。

此电路的优点是:

主管实现了零电压的开通与关断。

升压二极管实现了“软”的关断。

辅管实现了零电流开通。

缺点是:

辅管的关断特性不好,有较大损耗。

另外,钳位二极管,在主管关断后,也流过一定的电流,会让辅管开通的零电流效果变差,甚至产生电流尖峰,这一点也可以从仿真波形上看出来。

2010/07/27 08:17:49
15
btclass
电源币:6 | 积分:0 主题帖:19 | 回复帖:423
LV7
旅长

非常精彩!

美女银元奉上!

2010/08/07 12:55:03
43
liuzucheng
电源币:28 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:36
LV3
排长

樓主,你在仿真的時候,主管和輔管之間的相位差怎嚜確定呢?

2010/08/09 09:45:09
44
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
相位差,根据具体的工作原理,可以计算得到。如果你理解了这几个电路的软开关实现方式,你就很容易可以知道计算方法的。
2010/09/10 21:15:37
48
zhaojiahighaim
电源币:283 | 积分:5 主题帖:76 | 回复帖:273
LV6
团长

看了一下午终于看懂了,版主真的很不错!

2010/09/10 21:23:32
49
zhaojiahighaim
电源币:283 | 积分:5 主题帖:76 | 回复帖:273
LV6
团长
楼主讲的真好,终于弄明白了
2010/10/01 12:50:50
66
emmanuelle
电源币:0 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:25
LV3
排长
好帖 顶了
2012/03/03 19:32:39
112
zmjjj622
电源币:5 | 积分:0 主题帖:20 | 回复帖:102
LV5
营长
楼主好,能不能请教下那个谐振电感和电容具体值该怎么设计呢
2014/01/25 11:05:19
131
mnight
电源币:88 | 积分:1 主题帖:16 | 回复帖:30
LV4
连长

楼主你好,几个问题有点不解,望不吝赐教。

1、楼主仿真为什么主BOOST电感用电流源代替?感觉这两者之间还是有差别的吧。还是我理解错了?

2、辅助管的最大电流值是4A,而主管导通的时候最大值是2A。这是为什么?不知道你的恒流源设置的是多少A?2.5A?刚开始辅助管的电流还有主管的放电电流可能会比主管导通的时候要大,但是看主管的VDC降到0了以后电流还是有4A。

3、实际的电流应该不会有平台的出现把,我理解应该是锯齿波的样子,不知道我的理解是否正确。

2017/08/23 20:08:21
132
xufunengg
电源币:4 | 积分:0 主题帖:42 | 回复帖:58
LV5
营长
IGBT更改为MOS会有什么不一样?
2010/07/27 16:35:47
18
machi518
电源币:0 | 积分:0 主题帖:12 | 回复帖:72
LV4
连长
支持,弱弱的说声,大佬能不能把仿真的设置写详细点啊?
2010/07/27 16:54:56
21
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

等我这个帖子结了,我会把仿真的文件发上来,让大家自由下载回去慢慢研究。

2010/09/10 21:25:00
50
zhaojiahighaim
电源币:283 | 积分:5 主题帖:76 | 回复帖:273
LV6
团长
Saber仿真教程,里面有详细仿真参数说明Saber入门教程中文版 
2010/10/04 16:29:50
68
holyfaith
电源币:132 | 积分:0 主题帖:32 | 回复帖:380
LV8
师长
谢谢啊,正需要这个啊,呵呵
2010/11/17 11:39:26
87
pslong
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:10
LV3
排长

谢了,试试看

2012/03/03 19:22:00
111
zmjjj622
电源币:5 | 积分:0 主题帖:20 | 回复帖:102
LV5
营长

师长好,第二点漏极和二极管上产生的尖峰电流主要是因为什么引起的啊


2012/03/06 10:40:12
114
雪花梅花
电源币:81 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:333
LV6
团长
路过,顶
2012/10/29 19:31:33
120
gdpjsx
电源币:1708 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:31
LV3
排长

新手,想问一下,那个并在MOS管前面电阻上的二极管IN4148主要起什么作用啊,有什么好处?

2010/10/04 16:27:00
67
holyfaith
电源币:132 | 积分:0 主题帖:32 | 回复帖:380
LV8
师长
总结的好啊
2010/11/16 13:43:36
84
CHENJIANMEI1988
电源币:141 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:48
LV4
连长
好貼
2010/11/16 13:43:55
85
CHENJIANMEI1988
电源币:141 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:48
LV4
连长
好貼
2012/03/08 00:03:32
116
yzhxx
电源币:10 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:144
LV5
营长

点一下

2010/07/26 11:14:09
10
spiker
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:2
LV1
士兵
Mark,关注这个系列
2010/07/26 13:58:14
11
nkf898
电源币:21 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:145
LV5
营长

期待

2010/07/27 13:08:12
16
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

第二个例子,就是最常见的ZVT零转换电路,先看一下原理图:

 

在这个原理图中,相对于基本的BOOST电路,谐振回路是并联在主回路上的。主开关管Q1,依然采用MOS,IXFH32N50,辅助开关管Q2采用IGBT,HGTG30N60b3,谐振电感L1,20uH,谐振电容C2,2nF,两个箝位二极管采用MUR460,主二极管采用MUR1560。

设定好参数后,我们进行瞬态分析,得到波形如下图:

 

在此图中,g为主管驱动,vds为主管VDS波形,i(d)为主管漏极电流,ga为辅管驱动,i(a)为辅管集电极电流,vdsa为辅管VDS波形,i(l.i1)是谐振电感电流,i(p)主二极管电流。

工作原理分析如下:

t0时刻之前,主二极管导通,向负载供电。

t0时刻,辅管开通,由于电感L1的存在,辅管电流线性上升,主二极管电流线性下降。所以辅管是零电流开通,注意看辅管驱动波形上开通过程的miller效应是存在的。而主二极管的关断过程是相当的“软”,反向恢复电流很小。在主二极管电流完全转移到电感L1中以后,主管的VDS电压开始谐振下降。

t1时刻,主管VDS电压降到零,然后主管的体二极管导通,将VDS箝位在零。此时开通主管的话,就属于零电压开通。

t2时刻,主管开通,从波形上可以看出,主管完全是零电压零电流的状态开通的。从栅极信号可以看出,没有开通过程的miller效应。主管开通后,辅管就可以关断了。

t3时刻,辅管关断。从波形上可以看到,关断过程中,辅管的VDS电压在C2的缓冲下缓慢上升,电压和电流重叠部分较小。因为仿真模型我没有找到更快速的IGBT,现实中,我们可以选择更高速的IGBT,那么,可以实现辅管的零电压关断。谐振电感L1中的能量向C2中转移。当C2电压达到输出电压时,箝位二极管会导通,保证辅管的VDS电压不会超过输出电压。

t4时刻,当谐振电感L1能量完全转移到C2中以后,箝位二极管MUR460_2关断反偏。

t5时刻,主管关断。输入电流通过C2、MUR460_2、MUR460_1输出向负载。在C2的缓冲下,主管 的VDS电压则线性上升,呈现良好的零电压关断状态。

t6时刻,C2能量完全释放完毕,C2两端电压差为零。主二极管MUR1560导通,输入电流通过主二极管向负载输送能量。这样电路的一次工作过程就完成了。

这个例子,其实是第一个例子的改进版本。在原有的基础上,克服了原先的缺点,使辅管的关断特性也变好了,进一步降低了损耗。

2010/07/27 16:28:44
17
wzhb1972
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:21
LV2
班长

顶!!!

2010/07/27 16:38:57
19
真武阁
电源币:50 | 积分:3 主题帖:11 | 回复帖:239
LV6
团长

单单仿真有个屁用啊,仿真也只是解释了软开关原理,来个实物测试和实际关键点波形才有意思

2010/07/27 16:53:11
20
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

仿真是一种研究的科学手段!一个好的工程师,应该熟练使用仿真来做研究。用理论指导实际。而且仿真的效率比实际做电路测试波形要效率高的多。

2010/07/27 17:08:43
22
btclass
电源币:6 | 积分:0 主题帖:19 | 回复帖:423
LV7
旅长

哥们,你出钱,我来做,好吗?

版主花了精力和时间,难道哥们还要版主出血做DEMO?

 

2010/08/06 15:41:35
41
ssawee
电源币:0 | 积分:0 主题帖:9 | 回复帖:50
LV4
连长

仿真的时候是用实物器件的参数,那作出来的几乎没有差别。

如果要更精确可以手工添加模拟电磁干扰,漂移,噪声的元件。

小作坊式的生产,不能保证元件的参数一致性,研究不透彻,才是靠实物器件。

2011/09/23 10:37:38
102
avril_sisi
电源币:0 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:7
LV3
排长
额。。先标记下以后再看。
2010/08/17 10:31:37
46
040404050
电源币:0 | 积分:0 主题帖:4 | 回复帖:85
LV4
连长
支持!
2010/09/10 21:35:07
51
zhaojiahighaim
电源币:283 | 积分:5 主题帖:76 | 回复帖:273
LV6
团长
楼主你好,你分析中的主管VDS电压降到零,然后主管的体二极管导通。我有点不明白为什么体二极管会导通?可以麻烦你详细的给我讲一下吗?
2010/09/11 08:45:12
52
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
主管VDS降到零以后,由于谐振电感的电流还存在,那么体二极管就会导通给电流提供续流通道。
2010/09/11 16:26:04
53
zhaojiahighaim
电源币:283 | 积分:5 主题帖:76 | 回复帖:273
LV6
团长

还是不太明白,二极管的导通不是需要正向电压吗?可以把回路给我表示一下吗啊?谢谢楼主了,小弟实在菜鸟

2010/09/11 16:46:31
54
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
呵呵,0.7V正向导通电压,在这里可以忽略掉了。
2010/09/11 16:48:29
55
zhaojiahighaim
电源币:283 | 积分:5 主题帖:76 | 回复帖:273
LV6
团长
呵呵,楼主给弄个回路给我理解理解吧。软开关看了好长时间了,都没有彻底明白
2010/09/11 17:21:57
56
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

多想想分析的过程。我刚开始学习开关电源和软开关的原理的时候,也是搞不懂。

我就一遍不懂看两遍,两遍不懂看三遍。

就是这么水滴石穿学过来的。

2010/09/11 17:44:58
57
zhaojiahighaim
电源币:283 | 积分:5 主题帖:76 | 回复帖:273
LV6
团长
恩。
2010/10/04 16:35:09
69
holyfaith
电源币:132 | 积分:0 主题帖:32 | 回复帖:380
LV8
师长
分析分析LC谐振再看软开关很容易理解的
2010/10/05 09:08:50
72
justinray
电源币:40 | 积分:0 主题帖:4 | 回复帖:10
LV3
排长

老师,电容C2是不是放反了啊,应该下正上负吧

这样才能让谐振电感给电容充电啊

这样才可以在主管关断后,从电容把能量放回到负载去啊

问个问题,谐振电感和电容C2有没有取值条件?

2011/11/04 17:31:12
104
ncy231
电源币:67 | 积分:0 主题帖:8 | 回复帖:431
LV7
旅长
顶好贴!!!
2010/07/27 17:23:04
23
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

第三个例子,此电路常见于DELTA的通信电源模块。从几百瓦到几千瓦的,好多型号都用了这个电路。是DELTA有专利保护的一个电路。见图:

  

在这个电路中,几乎不好说哪个管子是主管,哪个是辅管了。如果真的要定一个的话,我们就认为Q1,这个IGBT 为主管吧。此电路的驱动信号和前面的两个例子不同,是两路同样宽度,但相位不同的驱动信号。主管在前开通,辅管在后开通。仿真结果如下:

 

这个电路分析起来比较复杂。


t0时刻之前,输入电流通过D1向负载供电。


t0时刻,Q1开始导通,从图上可以看出,Q1的集电极电流是按照一定的斜率从零开始上升的。故而认为Q1是零电流开通。Q1开通后,L1、C1,C2构成一个谐振回路,因为C1<<C2,所以谐振频率主要由L1与C1决定。C1谐振放电。L1电流则是谐振上升。


t1时刻,C1放电到零,这时候如果开启Q2,那么Q2就是零电压开通了。C1放电到零以后,因为MOS的体二极管的箝位,C1维持在零电平。而这时,因为Q1有导通压降,Q2的体二极管也有导通压降。所以L1的电流环路变成了L1,D2,C2,L1电流在C2电压作用下降。


t2时刻,Q2导通,从波形上可以看出,是零电压导通。L1电流继续在C2电压作用下降低。


t3时刻,Q1关断,因为有D2的存在,Q1上的电流被转移到了Q2中,所以,Q1是零电流关断。


t3~t4时刻,L1电流过零,并在C2电压作用下开始反向增加。


t4时刻,Q2关断,以为C1的作用,Q2是零电压关断。Q2关断后,L1,C1, C2再次谐振,C1电压上升。L1电流下降, L1低于输入电流时,D2导通,给C1充电。
t5时刻,C1上升到VOUT+|VC2|时,D1导通,开始向负载供电。同时,因为D2导通,L1电流在C2电压作用下开始上升。


t6时刻,L1电流上升到输入电流,D2截止,L1电流保持与输入电流相同,向负载供电。

此电路的优点是:
不论是主管还是辅管,都能实现很好的软开关特性。从实际经验来看,该电路的确可以做到很高的效率。不得不佩服DELTA的研发人员啊!

2010/07/27 18:54:14
24
998lllll
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LV8
师长
用那个软件做的仿真?
2010/07/27 19:03:40
25
让你记得我的好
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LV10
司令
saber2007
2010/09/27 14:37:03
64
nedved111
电源币:0 | 积分:0 主题帖:26 | 回复帖:273
LV6
团长
这个线路比较牛
2011/01/23 19:09:06
94
holywaypower
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:36
LV3
排长
请问前辈,有没有第三例的实际应用电路
2011/01/23 20:16:01
95
让你记得我的好
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LV10
司令
有啊,DELTA的通讯电源模块里面,这个电路应用的很广泛。
2010/07/27 19:12:13
26
让你记得我的好
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LV10
司令

第四个例子,无源无损软开关。前面讲过的例子,都是采用了至少两个开关管的电路结构。其优点,就是软开关效果好。但是对于控制电路要求就复杂了一些,需要对驱动波形进行处理。是不是有什么方法,能稍微对性能要求降低一点,但电路相对更容易做呢?下面给大家介绍,基于LCD无损吸收网络的软开关电路。具体先看原理图:

 

只需要一个开关管,控制也简单了。但是到底是否能起到软开关的效果呢?看看仿真结果吧:

 

t0时刻之前,输入电流通过L1, D1向负载供电。
t0时刻,Q1导通,由于L1的作用,Q1的集电极电流按照一个斜率从零开始上升,故而可以认为Q1是零电流开启。D1反向恢复电流很小。从驱动波形上看,存在miller效应。这也是此处不选用MOSFET的原因。因为用MOSFET的话,是容性开通,损耗比较大。Q1开通后,C1,C2,L1开始谐振,因为C2>>C1,所以谐振频率由L1,C1决定。
t1时刻,经过四分之一周期的谐振,C1能量完全转移到了C2中, C1电压降为零,D2导通,开始了L1C2的谐振。L1电流在C2电压作用下谐振下降。
t2时刻,L1电流谐振到零,D2, D3截止,L1电流保持为零,C2电压维持在峰值保持不变。
t3时刻,Q1关断,因为C1的缓冲效应,Vce电压从零以一定的斜率上升,我们认为Q1是零电压关断。仿真的波形图上,因为IGBT的电流拖尾,我们看到关断损耗不是很小。幸运的是,现在已经出现了高速的IGBT,用在这个场合还是很合适的。
t4时刻,C2充电到输出电压,D3,D4导通,L1电流在C2电压的作用下,开始上升。输入电流开始从D2,D3,D4支路开始向L1,C2,D4支路转移。
t5时刻,L1电流等于输入电流,D2,D3截止。电流经L1,C2, D4向负载供电。
t6时刻,C2电压降为零,D1开通,D4截止。电流经过L1, D1向负载供电。一次开关动作完成。

无源无损软开关的优点是:
1,只需要一个开关管,控制方便。
2,因为吸收网络是无源器件,不会受到干扰,工作可靠。

缺点是:
1,开关管的开通是容性开通,所以最好用双极型开关管。
2,因为有一个过程是电流流经D2,D3,D4,压降比较大,有一定的损耗。
3,效率比前面例子中的软开管略低一点。

2010/07/27 20:48:47
27
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
一共举了4个例子,希望能对需要的朋友有点帮助。
2010/07/28 07:39:35
28
998lllll
电源币:0 | 积分:0 主题帖:57 | 回复帖:551
LV8
师长
有没有实测的波形比对、验证。
2010/07/28 09:56:06
29
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
以前测过,波形基本能吻合。但现在手头上没有电路,就没法提供波形了。
2010/07/28 10:49:22
31
冰上鸭子
电源币:195 | 积分:0 主题帖:49 | 回复帖:1162
LV10
司令
期待你的软件
2013/08/04 12:20:25
123
vega_mylove
电源币:20 | 积分:1 主题帖:10 | 回复帖:18
LV4
连长
楼主您好  小弟学生一枚   麻烦问下您  此贴中 无源无损那个图中的L1 C1 C2是如何计算的    是不是还跟开关管的频率有关   请指教  谢谢了
2010/07/28 12:49:42
32
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

我把源文件传上来了,有兴趣的朋友可以下载下来自己仿一次看看。欢迎讨论。

文件在这里:

用saber仿真几个软开关BOOST变换器

2010/08/05 17:04:32
40
basic
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:10
LV3
排长
很不错的,学习ing...谢谢LZ!
2010/10/13 00:03:18
75
a52632035
电源币:0 | 积分:0 主题帖:10 | 回复帖:41
LV4
连长
 好版主,我下载你的saber资料后自己用saber2009软件仿真(PFC2),结果很多错误呢。怎么回事啊?见附图~~求解
2010/10/13 10:06:03
76
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

你是不是放在中文文件夹下面了?

saber好像不支持中文的文件夹。

2010/10/14 06:18:27
77
a52632035
电源币:0 | 积分:0 主题帖:10 | 回复帖:41
LV4
连长
相信我···绝对没有···这个PFC2里面你有没有用到自己创建的元件啊。不知道其他人用有没有遇到这情况啊?
2010/10/14 17:10:58
78
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

没有啊,这么简单的电路,需要自创什么元件啊。。。。。。

不过我的saber不是2009,是软件区可以下载到的2007

2010/10/05 13:41:48
73
justinray
电源币:40 | 积分:0 主题帖:4 | 回复帖:10
LV3
排长
电容C2的值怎么会变负的。这个是电解电容吧,不能变负吧
2010/10/08 08:43:46
74
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
不是电解。
2010/10/15 10:57:52
79
wubin8255
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:4
LV1
士兵

这种无源无损软开关目前有专利方面限制吗?

2010/10/15 15:50:55
80
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
这个我也不是很清楚.
2010/11/17 23:59:07
88
loyohh
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:4
LV1
士兵

楼主,你好!请帮忙分析一下下面这个无损PFC电路的优缺点,谢谢!

 

2010/11/25 05:33:13
89
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

优点:只有一个开关管,驱动简单。吸收网络完全由无源器件构成,工作可靠,稳定。

缺点:不能算真正的软开关,采用的器件也比较多。效率比真正的软开关电路略低一点。

2011/01/10 21:16:27
90
ql_585
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵

前辈:您好!您可分析过无损吸收的无桥PFC电路:原理图如附件,我刚学这个,感觉分析不通,希请前辈指教!谢谢啦!

2011/01/10 21:19:35
91
ql_585
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵

前辈:您好!您可分析过无损吸收的无桥PFC电路:原理图如附件,我刚学这个,感觉分析不通,希请前辈指教!谢谢啦!

 

2011/01/11 08:48:46
92
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

无损无桥的PFC,见雪版主仿真过。哪天找找看他的文章传上来。

个人以为,无损无桥意义不是很大。无桥的优点就是效率高。而无损吸收对效率的提升还是要比有源软开关差那么一点点。就显的有些鸡肋了。而且为了实现两个MOS的无损吸收,需要增加好多元件。不合算。

2011/01/23 20:21:41
96
ql_585
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵

这样的啊!好的!谢谢前辈指点! 我们想把二极管换成MOS管,然后用无损吸收来限制其寄生二极管的反向恢复电流。我们想把3kw效率达到98%左右,不知这个方案行不行哈

2011/01/23 20:38:55
97
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

我建议你用COOLMOS配合碳化硅二极管来做无桥PFC。效率应该会很好的。

2012/02/22 11:19:55
110
power006
电源币:0 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:101
LV5
营长

有一点笔误:t4时刻,C1充电到输出电压,D3,D4导通,……

2012/03/06 14:32:05
115
雪花梅花
电源币:81 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:333
LV6
团长

好人呀,不错,顶

2014/01/15 20:25:37
130
kiolop
电源币:30 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:4
LV1
士兵
楼主 一直在认真看您这个系列 很精彩!请问 最后一个例子 t4时刻是C2充电到输出电压?不是C1?
2010/07/28 15:36:57
33
nc965
电源币:0 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:193
LV6
团长
相当精彩,难得的好贴,可谓经典。
2010/07/28 15:53:28
34
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
最近难得见到您,欢迎提点意见啥的!
2010/07/31 10:41:41
35
gaoranzxz
电源币:0 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:31
LV4
连长
收藏学习之
2010/09/20 23:50:30
59
yccxy
电源币:0 | 积分:0 主题帖:20 | 回复帖:79
LV5
营长
记号
2010/08/19 15:29:21
47
maxfox
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:27
LV2
班长
收藏 慢慢学习吸收 谢谢
2010/09/12 18:47:45
58
holyfaith
电源币:132 | 积分:0 主题帖:32 | 回复帖:380
LV8
师长

好东西,先做标记

2010/09/24 21:01:58
60
a52632035
电源币:0 | 积分:0 主题帖:10 | 回复帖:41
LV4
连长

第二个例子中,t0时刻副管开通时候中的这句话:在主二极管电流完全转移到电感L1中以后。什么意思啊?这个主二极管电流回路是怎样的啊?谢谢楼主,您帖子对我很有用处

2010/09/25 09:29:01
61
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
辅助开关管开通后,谐振电感L1电流线性上升,而主二极管的电流线性下降。当二极管电流线性下降到零的时候。辅助开关管电流刚好等于输入的电流,就是所谓的“主二极管电流完全转移到电感L1中”。
2010/09/26 07:20:49
62
a52632035
电源币:0 | 积分:0 主题帖:10 | 回复帖:41
LV4
连长
我想再问一下,控制主管和辅管的脉冲是同一个吗?辅管开通后,输入电流直接通过辅管形成回路。如果辅管完全开通的话,主管也不会有电流流过了啊?主管要在这个时候开通才会有电流流过的嘛。
2010/09/26 09:30:11
63
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

不是同一个脉冲。

辅管开通后,主管有电流,但这个电流是由于谐振电感续流造成的。输入电流要等到辅管关断后才会进入主管。

2010/09/29 11:42:50
65
luojun
电源币:0 | 积分:0 主题帖:15 | 回复帖:798
LV8
师长
2010/10/04 18:35:52
71
a52632035
电源币:0 | 积分:0 主题帖:10 | 回复帖:41
LV4
连长

我们的国庆节玩了····大家节日都愉快啊。好版主,在第一个例子中的T1时刻里提到:谐振电感电流开始过零反向流动。我理解始终有点模糊,期待好版主详解

2010/11/03 15:42:24
81
610860616
电源币:52 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:167
LV5
营长
记住
2010/11/15 16:42:03
82
holyfaith
电源币:132 | 积分:0 主题帖:32 | 回复帖:380
LV8
师长
有没有第4个专题开始呢?期待中
2010/11/16 13:46:12
86
CHENJIANMEI1988
电源币:141 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:48
LV4
连长
2011/04/16 09:15:10
98
wzt444
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:8
LV2
班长
楼主电源强人,学习中!!!!!1
2011/09/20 12:55:21
100
dxsmail[版主]
电源币:392 | 积分:15 主题帖:86 | 回复帖:2636
LV11
统帅
来晚了。。。好贴。。。。
2011/09/21 16:00:19
101
工程-随风
电源币:109 | 积分:0 主题帖:22 | 回复帖:129
LV6
团长
来晚了.学习精华.期待后面有更精彩的东西
2011/11/08 22:08:31
105
世纪逆变
电源币:43 | 积分:13 主题帖:23 | 回复帖:305
LV8
师长
收藏
2011/11/08 22:48:06
106
rick.zhao
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:33
LV3
排长
好帖子,学习了。
2011/11/12 11:18:04
107
hebaiyanpao
电源币:48 | 积分:0 主题帖:16 | 回复帖:43
LV4
连长
MARK
2012/10/29 09:15:33
119
zhc7302
电源币:19 | 积分:0 主题帖:58 | 回复帖:1192
LV9
军长
学习好版
2012/01/06 10:40:12
108
limin86918
电源币:272 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:67
LV4
连长

学习了,受益匪浅啊!谢版主!

2012/02/17 01:54:36
109
waterayay
电源币:407 | 积分:0 主题帖:7 | 回复帖:472
LV7
旅长

学习进行时

2012/03/04 16:55:57
113
fz09231023
电源币:0 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:2
LV1
士兵
前辈,你好!你想请教下,对于第二种ZVT-BOOST电路,主管和副管驱动信号的占空比不同,采用什么芯片可以制作呢?我是新手,做毕业设计很茫然……请赐教……
2012/05/17 19:09:06
117
zhanghuawei
电源币:404 | 积分:0 主题帖:236 | 回复帖:1046
LV9
军长
楼主谁认识?
2012/10/28 16:28:42
118
wenli1
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:48
LV3
排长

很好,支持一下

2013/03/02 21:27:21
121
ntuzxy
电源币:2 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:5
LV1
士兵
mark~
2013/03/04 09:58:06
122
ccnu
电源币:64 | 积分:0 主题帖:129 | 回复帖:23
LV6
团长
2013/08/11 15:05:26
124
liushiwu15
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:5
LV1
士兵

本人先在在高一个boost电路,输出电容参数不知如何选,望高人指点。

电路几个是由反激+boost升压恒流个电视机LED供电。对于boost LED输出E-CAP选取比较纠结。

boost电路参数,Vinmin=46V,Vled=75V,Iled=400mA,效率93%

用EE1916,Ae=22,L=700uH,Dmax=0.35,N=100T

求解电容c7102设计计算过程。

 

 

2013/08/11 15:06:34
125
liushiwu15
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:5
LV1
士兵
S04-2 电路图
2013/08/20 13:04:45
127
Graysky
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:38
LV3
排长
好帖
2013/08/26 20:50:14
128
shiyan400
电源币:46 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:84
LV4
连长
好贴,好顶!
2017/09/10 12:02:45
133
人参果
电源币:1 | 积分:1 主题帖:7 | 回复帖:32
LV3
排长
你的连接有问题吧,点一下就到主页。
2018/08/20 18:04:49
134
语过天情
电源币:0 | 积分:4 主题帖:1 | 回复帖:1
LV1
士兵
楼主,我想问下,我实际做的ZVT软开关问什么在辅管关断,主管开通的时候,主管C-E电压会从0上升,而且主管的电流在这个过程也是在上升的,能帮忙解答下吗
2018/10/25 10:23:51
135
jz701209李
电源币:5 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:30
LV3
排长
跟着大师学电源,谢谢版主讲解
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