零电压开关准谐振电路的缺点

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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
零电压开关准谐振电路的缺点
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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绪论单元测试1.电力电子存在于下面哪些设备中：（）A:手机、电脑B:LED灯C:电梯D:机器人、机床答案:ABCD第一章测试1.负载调整率指：输入电压扰动引起的电源输出的变化。

（）A:错B:对答案:A2.通过开关周期平均运算等价于对信号进行低通滤波，对开关纹波有强的抑制作用。

（）A:错B:对答案:B3.开关周期平均的低通滤波具有以下特点：（）A:直流与低频可以通过B:低通滤波器的带宽小于开关频率C:带宽由系统的稳态工作点直接决定D:对开关纹波具有很强的抑制作用答案:ABD4.开关周期平均的滤波效果，以下正确的是：（）A:滤除开关纹波与低频分量，保留直流分量B:滤除开关纹波，保留低频与直流分量C:滤除开关纹波与直流分量，保留低频分量D:滤除低频与直流分量，保留开关纹波答案:B5.关于通常期望的相位与增益裕量，以下说法正确的是：（）A:相位裕量6-10dB，增益裕量45-60度B:相位裕量45-60度，增益裕量6-10dBC:相位裕量45-60度，增益裕量2-3dBD:相位裕量15-20度，增益裕量6-10dB答案:B第二章测试1.损耗最小的两种软开关是（）A:零电流关断B:零电压开通C:零电压关断D:零电流开通答案:AB2.下面的表述哪些是正确的（）。

A:零电流关断的开关管一般在电流反向流过反并联二极管时撤去开关信号B:零电压开通的开关管一般先由反并联二极管导通来提供零电压条件C:零电压关断的开关管一般在电流反向流过反并联二极管时撤去开关信号D:零电流开通的开关管一般先由反并联二极管导通来提供零电流条件答案:AB3.在零电压开关的变换器中，增加开关管的并联电容可能带来下面哪些结果（）A:增加开通损耗B:减小开通损耗C:减小关断损耗D:增加关断损耗答案:AC4.若串联谐振DC-DC变换器的输入电压不变，则输出变压随频率升高而降低。

（）A:对B:错答案:B5.零电压开关准谐振变换器会增加开关管的电压应力。

谐振产生的原因、分类、危害及防范措施一、谐振的类型一般可认为电力系统中的电容和电阻元件是线性参数，电感元件是非线性参数。

由于振荡回路中包含不同特性的电感元件，谐振有三种不同的类型：1.线性谐振。

谐振回路由不带铁芯的电感元件（如输电线路的电感、变压器的漏感）或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件（如消弧线圈，其铁芯中有气隙）和系统中的电容元件所组成。

在正弦电源作用下，当系统自振频率与电源频率相等或接近时，可能产生线性谐振。

2.铁磁谐振。

谐振回路由带铁芯的电感元件（如空载变压器、电压互感器）和系统中的电容元件组成。

受铁芯饱和的影响，铁芯电感元件的电感参数是非线性的，这种含有非线性电感元件的回路，在满足一定谐振条件时，会产生铁磁谐振。

目前在我国的10kV 系统中，运行着大量的电磁式电压互感器（PT），当出现单相直接接地、单相弧光接地、母线空载时突然合闸等情况时，由于电压互感器铁心电感的非线性，很容易发生谐振。

当PT 一次电感与系统对地电容满足谐振条件时，将产生很高的过电压和过电流，从而引起PT一次熔断器烧毁，甚至爆炸，严重威胁电网的安全运行。

3.参数谐振。

谐振回路由电感参数作周期性变化的电感元件（如凸极发电机的同步电抗在Xd-Xq间周期变化）和系统电容元件（如空载线路）组成。

当参数配合恰当时，通过电感的周期性变化，不断向谐振系统输送能量，将会造成参数谐振。

二、铁磁谐振的特点铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式，其本质是一种LC振荡，是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。

其主要特点为：1、铁磁谐振存在自保持现象。

激发因素消失后，铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在；2、铁磁谐振过电压一般不会非常高，过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。

3、谐振回路中铁心电感为非线性的，电感量随电流增大、铁心饱和而下降；4、铁磁谐振需要一定的激发条件，使电压、电流幅值从正常工作状态转移到谐振状态。

ＺＣＳＰＷＭ（或ＺＶＳ－ＰＷＭ）转换器技术，是ＰＷＭ开关转换技术和ＺＣＳ（或ＺＶＳ）准谐振转换技术的综合，谐振转换器是最早出现的一种软开关转换器。

准谐振开关是在ＰＷＭ开关上附加谐振网络，利用局部谐振实现ＺＣＳ或ＺＶＳ。

图１为ＺＣＳ和ＺＶＳ谐振开关的示意图。

图中Ｌｒ为谐振电感（包括电路中的杂散电感和变压器漏感），Ｃｒ为谐振电容（包括开关管的结电容）。

ＺＣＳ谐振开关和ＺＶＳ谐振开关之间有－定的对偶规律，见表1。

由图１（ａ）可知，在ＺＣＳ谐振开关中，当开关管Ｓ１开通时，谐振网络ＬｒＣｒ接通，电路谐振，开关管中的电流按准正弦规律变化（因此称为准谐振），但谐振频率不一定等于开关频率。

当电流谐振到零时，令开关管关断，谐振停止，故图１（ａ）称为ＺＣＳ谐振开关或准谐振开关。

图１（ｃ）给出了ＺＳＣ条件下开关管上的电压Ｕｃｅ和电流ｉＣ的波形，图２给出了ＰＷＭ开关的电压、电流轨迹（Ａ１为关断过程，Ａ２为开通过程）和ＺＣＳ谐振开关的电压、电流轨迹Ｂ。

由图１（ｂ）可见，当开关管处于关断状态时，ＬｒＣｒ串联谐振，电容Ｃｒ（包括开关管的输出电容）上的电压按准正弦规律变化，当它谐振过零时，令开关管开通，因此图１（ｂ）是一种ＺＶＳ谐振开关。

零电流谐振开关和零电压谐振开关都有两种电路方式：即Ｌ型和Ｍ型，如图１（ａ）、（ａ′）和（ｂ）、（ｂ′）所示。

它们的工作原理是相同的。

这里不再重复。

零电流谐振开关和零电压谐振开关分为半波电路和全波电路，这两种电路都可以用通用电路来表示，如图１所示，在通用电路中，用开关Ｓ１来表示半波电路与全波电路中的开关管Ｖ１。

工程师全面解析全桥逆变软开关电路技术的发展
准谐振电路
 (1)最先出现的软开关电路是零电压零电流准谐振电路拓扑结构，20世纪70年代末80年代初准谐振技术得到广泛关注，因为它能够通过谐振来整定电压和电流的波形，使大电压和大电流不能同时出现，这样就大大减少了开关应力和功率损耗。

但是它也存在自身的缺点：谐振使电压峰值很高，要求所用的器件耐压性能好；电流的有效值很大，另外，它要求对脉冲频率调制，变化的频率为电路设计造成了困难。

 (2)零电压开关准谐振变换器电压应力大，负载变化范围小，这一限制可通过零电压多谐振技术得到大大改进。

多谐振电路使所有的寄生元素包括半导体开关的结电容和变压器漏电感组合成一个多谐振网，这样就使各种形式的寄生振荡最小化，甚至能够在无负载的情况下实现零电压开关。

1990年，Milan Jovanovic和Fred C.Y.Lee针对半桥零电压开关多谐振变换器(见图3)作了全面的直流分析，第1次通过实验验证了不同开关状态下4种工作模式，并分别作了波形分析，画出了每种模式的等效电路。

 (3)适用于逆变器的谐振直流环节目前仍在研究应用中。

2004年，
S.Beherd，S.P.Das和S.R.Doradla提出了一种新型的多用准谐振三相逆变器结构，组成准谐振直流环节的组件包括4个开关元件、2个谐振电感和一个谐振电容，其中2个开关和谐振直流环节串联，另外2个与之并联。

这种拓扑结构采用空间矢量调节，工作于软开关状态，无源或有源三相负载低功率因数和高功率因数负载均适用。

 零开关PWM 电路零开关
 PWM电路包括零电压开关PWM和零电流开关PWM。

最初的零开关。

个人收集整理 仅供参考学习(7-1)1 / 10第七章谐振软开关技术随着电力电子器件的高频化，电力电子装置的小型化和高功率密度化成为可能。

然而 如果不改变开关方式，单纯地提高开关频率会使器件开关损耗增大、效率下降、发热严重、 电磁干扰增大、出现电磁兼容性问题。

80年代迅速发展起来的谐振软开关技术改变了器件 的开关方式，使开关损耗可原理上下降为零、 开关频率提高可不受限制，故是降低器件开关 损耗和提高开关频率的有效办法。

本章首先从PWM 电路开关过程中的损耗分析开始， 建立谐振软开关的概念； 再从软开 关技术发展的历程来区别不同的软开关电路， 最后选择零电压开关准谐振电路、 零电流开关 准谐振电路、零电压开关 PWM 电路、零电压转换PWM 电路和谐振直流环电路进行运行原 理的仔细分析，以求建立功率器件新型开关方式的概念。

文档收集自网络，仅用于个人学习7.1谐振软开关的基本概念7.1.1开关过程器件损耗及硬、软开关方式无论是DC — DC 变换或是DC — AC 变换，电路多按脉宽调制（PWM ）方式工作，器件 处于重复不断的开通、 关断过程。

由于器件上的电压 "、电流-会在开关过程中同时存在，因而会出现开关功率损耗。

以图 7-1（ a ）Buck 变换电路为例，设开关器件 VT 为理想器件， 关断时无漏电流，导通时无管压降，因此稳定通或断时应无损耗。

文档收集自网络，仅用于个人学7-1 （b ）为开关过程中 VT 上的电压、电流及损耗 /的波形，设负载电流L 恒当VT 关断时，负载电流-一改由续流二极管 VD 提供。

若再次触发导通 VT ，电流从VD，直至J' -.1' 才下降为零。

这样就产向VT 转移（换流），故-工期间「上升但- J'-- 生了开通损耗 儿：。

当停止导通 VT 时，"从零开始上升，在 U T = E *图7-1 Buck 变换电路开关过程波形，「才减小为零，这样就产生了关断损耗■八r。

iLr(t ) = I 0 +
Vin sin ( t − t 1) Zr
Vcr(t ) = Vin 1 − cos (t − t 1)
经过 1/2Tr，到达 t1a 时刻，iLr 减小到 I0，此时 Vcr 达到最大值 Vcrmax=2Vin 。 在
t1b 时刻，iLr 减小到 O，此时开关管 Q1 的反并二极管 DQl 导通， iLr 继续反方
结束，它的持续时间为：
t 23 =
4.自然续流阶段 t 3,t 4
LrILr( t 2) Uo
在此开关模态中， 谐振电感 Lr 和谐振电容 Cr 停止工作， 输入电流 Ii 经过 Ql 续流，
70
负载由输出滤波电容提供能量。 在 t4 时刻，Q1 零电压关断，开始下一个开关周期。 实验线路如图 3-69 所示：

3．电感放电阶段[t2,t3 ] 在此开关模态中，Q1 开通，输入电流 -Vo，那么 iLr 线性减小。

1 −(
Vo 2 ) IiZr
Ii 流经 Q1，此时加在谐振电感两端的电压为
iLr( t ) = I Lr( t 2) −
在
Vo ( t − t 2) Lr
t3 时刻，iLr 减小到 O，由于 D1 的阻断作用，iLr 不能反方向流动，此开关模态
图 3-69
Boost ZVS 实验线路图
三． 实验内容
1． 示波器观察 Boost ZVS 电路的各个测量点波形，分析其工作原理； 2． 了解 Boost ZVS 电路的优缺点。
四． 实验设备及仪器
1．电力电子技术探究性实验平台； 2． DDS 35“准谐振软开关电路”实验挂箱； 3． NMCL-50 数字直流表； 4. 数字式万用表； 5．示波器等。

开关整流器的基本原理填空1、功率变换器的作用是（将高压直流电压转换为频率大于20KHZ的高频脉冲电压2、整流滤波器电路的作用是（）。

将高频的脉冲电压转换为稳定的直流输出电压3、开关电源控制器的作用是将输出（）取样，来控制功率开关器件的驱动脉冲的（），从而调整（）以使输出电压可调且稳定。

直流电压、宽度、开通时间。

4、开关整流器的特点有（）、（））、（）、（）、（）及（）重量轻、体积小、功率因数同、可闻噪声低、效率高、冲击电流小、模块式结构。

5、采用高频技术，去掉了（），与相控整流器相比较，在输出同等功率的情况下，开关整流器的体积只是相控整流器的（），重量已接近（）。

工频变压器、1/10、1/10。

6、相控整流器的功率随可控硅（）的变化而变化，一般在全导通时，可接近（）以上，而小负载时，仅为左右，经过校正的开关电源功率因数一般在（），以上，并且基本不受）变化的影响。

导通角、、。

7、在相控整流设备件，工频变压器及滤波电感工作时产生的可闻噪声较大，一般大于（），而开关电源在无风扇的情况下，可闻噪声仅为（）左右。

60db、45db。

8开关电源采用的功率器件一般（比较）较小，带功率因数补偿的开关电源其整流器效率可达（）以上，较好的可做到（）以上。

88% 91%9、目前开关整流器的分类主要有两种，一类是采用（）设计的整流器，一般称之为（），二是采用（）设计的整流器，主要指（）开关整流器。

硬开关技术、SMR软开关技术、谐振型10、谐振型技术主要是使各开关器件实现（）或（）导通或截止，从而减少开关损耗，提高开关频率。

零电压、零电流。

11、按有源开关的过零开关方式分类，将谐振型开关技术分为（）—ZCS（）—ZVS两大类。

12、单端正激变换电路广泛应用于（）变换电路中，被认为是目前可靠性较高，制造不复杂的主要电路之一。

13、单端反激变换电路一般用在（）输出的场合。

14、全桥式功率变换电路主要应用于（）变换电路中。

15、半桥式功率变换电路得到了较广泛的应用，特别是在（）和（）的场合，其应用越来越普遍。

开关电源设计的目的是通过能量处理将输入能量变化为所需要的能量输出通常的形式是产生一个符合要求的输出电压这个输出电压的值不能受输入电压或者负载电流的影响开关电源的设计要求有非常高的效率高效率有着极为重要的意义
准谐振式开关电源的设计
摘要
随着电力电子技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切， 而电子设备都离不开可靠的电源。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、特殊用 途设备、仪器仪表、半导体制冷制热等领域。 目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于电子设备，是当今电 子信息产业不可缺少的一种电源方式。目前由于开关电源频率的提高，需要减少开关 损耗。谐振电路，以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波，在减少开关损耗的 同时也可控制浪涌的发生，这种方式的开关电源称为谐振式开关电源。 准谐振开关电源使开关电源的可靠性、纹波干扰等问题得到很大改善，材料成本 不增加 而体积、重量却可以大大减少。除此之外，谐振式开关电源电路还可以克 服 PWM 方式对负载的瞬态响应较差和易辐射等缺点，利用高频驱动的作用，降低损耗， 提高效率，减少噪声。其中，部分谐振方式，将会成为主流技术。部分谐振转换电路 技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存 在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。 本文叙述了准谐振式开关电源的设计过程，描述了主电路的参数计算、器件的选择， 介绍了 NCP1207 芯片实现准谐振控制的电路完整形式，实现了退磁检测、过流保护、过压 保护、电压反馈。 关键字：准谐振，开关电源，反激式，NCP1207
I
Quasi-resonant switching power supply design
Abstract
With the development of power electronics, power electronics equipment becongme more and more Important for us, electronic devices can not do without reliable power. Switching power supply products are widely used in industrial automation and control, special purpose equipment, instrumentation, semiconductor refrigeration and heat and so on. At present, switching power supply to small, light weight and high efficiency characteristics are widely used in electronic equipment, and it is not a lack of power means. At present, because of the increased frequency ,switching power supply needs to reduce switching losses. Resonant circuit, in order to switch the voltage or current through the switch was a sine wave, reduces the switching losses and also control the surge in place.This approach is called resonant switching power supply. Quasi-resonant switching power supply make problem such as switch power source reliability , lines wave interference got very big improvement,and does not increase cost and reduce the volume and weight. In addition, the resonant switching power supply can overcome the poor transient response and easy radiation defects of PWM mode to load,and use of high-frequency drivers, reducing losses, improve efficiency, reduce noise. Part of the resonant will become mainstream technology. Part of the resonant converter circuit technology, in theory, but also can reduce the noise of the high frequency, but some of the practical application of resonant conversion technology, there are still technical problems, it still required much work in this area in order to make the technology to practical use. This paper describes the quasi-resonant switching power supply design process, describe the main circuit parameter calculation, the device of choice, introduced the NCP1207 chip quasi-resonant control circuit complete the form and realized the demagnetization detection, over-current protection, over-voltage protection, voli-resonant,switching power supply, flyback, NCP1207

实验报告课程名称：电力电子技术2 指导老师：王正仕 愈勇祥 成绩：__________________ 实验名称：Boost ZVS 软开关电路 同组学生姓名：王道翔一． 实验目的1．加深对零电压准谐振软开关电路工作原理的理解； 2．了解零电压准谐振软开关电路的调试方法； 3．了解零电压准谐振软开关电路的优缺点。

二． 实验电路原理及实验线路准谐振零电压软开关电路的基本思想是：谐振电容Cr 基本上是与开关管Q1并联的，在开关管导通时，谐振电容Cr 上的电压为零；当开关管关断时，Cr 限制开关管上电压的上升率，从而实现开关管的零电压关断；当开关管导通时；Lr 和Cr 谐振工作使Cr 上的电压回到零，从而实现开关管的零电压开通。

其工作原理如图3-69所示：图3-69工作原理及波形图在一个开关周期T r 中，该变换器有四种开关状态。

在分析之前，作出如下假设： ①所有开关管、二极管均为理想器件；②所有电感、电容和变压器均为理想元件； 、 ③L f >>L r ；④L f 足够大，在一个开关周期中，其电流基本保持不变，为I i ，这样L f 和输入电压V in专业：电子信息工程 姓名：唐圣鹏学号：3100103853 日期：2014.6.4 地点：教2 125可以看成一个电流为I i的恒流源；⑤C f足够大，在一个开关周期中，其电压基本保持不变，为Vo，这样C f和负载电阻可以看成一个电压为Vo的恒压源。

这里给出以下物理量的定义：①特征阻抗②谐振角频率③谐振频率④谐振周期1．电容充电阶段[t0,t1]在t0时刻之前，开关管Q1导通，输入电流I i经过Q1续流，谐振电容Cr，上的电压为O。

D1处于关断状态，谐振电感Lr的电流为零。

在t0时刻，关断Q1，输入电流I i从Q1中转移到Cr中，给Cr充电，电压从O开始线性上升，由于Cr的电压是慢慢开始上升的，那么Q l就是零电压关断。

在此开关模态中，Cr的电压为：在t1时刻,Vcr上升到输出电压Vo，开关模态1结束，它的持续时间为：2．谐振阶段[t1,t2]从t1时刻起，D1开始导通，Lr与C r谐振工作，谐振电感电流i Lr从O开始增加，i Lr和Vcr的表达式为：经过T r/2，到达t1a时刻，i Lr等于I i，此时Vcr到达最大值Vcrmax。

零电流开关准谐振电路原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊零电流开关准谐振电路原理，这可真是个有意思的玩意儿啊！你想想看，电流就像一群调皮的小精灵，在电路里跑来跑去。

而零电流开关准谐振电路呢，就像是给这些小精灵们搭建了一个特别的游乐场。

在这个游乐场里呀，有一些神奇的事情在发生。

当开关动作的时候，就好像是打开了一个神奇的大门，让电流能够以一种特别和谐的方式流动。

就好比跳舞一样，它们的节奏把握得恰到好处，不会乱了套。

咱说这零电流开关，它可太重要啦！它能让电路在工作的时候减少很多不必要的损耗。

这就好比你跑步的时候，选择了一条最省力的路，能让你跑得更轻松、更远。

那准谐振又是啥呢？这就像是给电流小精灵们的舞蹈加上了一段美妙的音乐，让它们的动作更加协调、优美。

它能让电路的性能变得更好，效率更高。

你说这神奇不神奇？就好像是有一双看不见的手，在精心地指挥着这一切。

咱再打个比方，这零电流开关准谐振电路就像是一个高效的团队。

每个部分都各司其职，相互配合得无比默契。

开关就像是团队的领导，指挥着电流的流动方向；而准谐振呢，就像是团队里的协调员，让一切都有条不紊地进行着。

在实际应用中，这零电流开关准谐振电路可有着大用处呢！比如在一些电子设备里，它能让设备更加节能、稳定。

这就像是给设备穿上了一件坚固的铠甲，保护着它不受伤害。

你说这技术是不是很厉害？它让我们的生活变得更加便捷、高效。

总之啊，零电流开关准谐振电路原理真的是个值得我们好好研究和探索的领域。

它就像是一个隐藏在电子世界里的宝藏，等待着我们去发现它的美妙之处。

所以啊，朋友们，让我们一起去深入了解这个神奇的世界吧，说不定你就能发现一些意想不到的惊喜呢！这可不是我瞎说，你自己去试试看就知道啦！。

一、选择练习题1.晶闸管导通的条件是（ A ）。

A.阳极加正向电压，门极有正向脉冲B.阳极加正向电压，门极有负向脉冲C.阳极加反向电压，门极有正向脉冲D.阳极加反向电压，门极有负向脉冲2.由门极控制导通的晶闸管导通后，门极信号( A )。

A.失去作用B.需维持原值C.需降低D.需提高3.晶闸管门极触发信号刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为（ B ）。

A.维持电流B.擎住电流C.浪涌电流D.额定电流4.电力电子器件功率损耗的主要原因是（ A ）。

A 、通态损耗B 、断态损耗C 、开通损耗D 、关断损耗5.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在( B ) 。

A 、导通状态B 、关断状态C 、饱和状态D 、开关状态6.晶闸管串联时，为达到静态均压，可在晶闸管两端并联相同的（ A ）。

A ．电阻B ．电容C ．电感D ．阻容元件7.下面哪个是绝缘栅双极晶体管的简称（ C ）。

A ．GTO B.GTR C.IGBT D.MOSFET8.单相半控桥式整流大电感负载电路中，为了避免出现一个晶闸管一直导通，另两个整流二极管交替换相导通的失控现象发生，采取的措施是在负载两端并联一个（ D ）A.电容B.电感C.电阻D.二极管9.在大电感负载三相全控桥中，当α>60°时，在过了自然换相点之后和下一个晶闸管被触发之前，整流输出u d 为负值，交流电源接受回馈的能量，电感( A )A.释放储能B.既不释放能量也不储能C.吸收能量D.以储能为主10.晶闸管变流器主电路要求触发电路的触发脉冲前沿( C )A.应缓慢上升B.不要太大C.尽可能陡D.有较大负电流11. 出现换相重叠角γ的原因是（ C ）A 晶闸管换相B 有源逆变C 变压器漏感D 谐波12.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路使用在（ C ）场合中。

A. 高电压大电流B. 高电压小电流C. 低电压大电流D. 低电压小电流13.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位互差（ C ）A.150°B.60°C.120°D.90°14.可在第二象限工作交流电路是（ C ）。

软开关技术及其应用1.软开关技术的简介1.1软开关技术的基本概念软开关：在原电路中增加了小电感、电容等谐振元件，在开关过程前后引入谐振，消除电压、电流的重叠。

降低开关损耗和开关噪声。

近年来开展的软开关技术研究为克服上述缺陷提供了一条有效的途径。

和硬开关工作不同，理想的软关断过程是电流先降到零，电压在缓慢上升到断态值，所以关断损耗近似为零。

由于器件关断前电流已下降到零，解决了感性关断问题。

理想的软开通过程是电压先降到零，电流在缓慢上升到通态值，所以开通损耗近似为零，器件结电容的电压亦为零，解决了容性开通问题。

同时，开通时，二极管反向恢复过程已经结束，因此二极管方向恢复问题不存在。

1.2软开关技术的工作原理图一软开关的开关、关断过程通过在开关过程前后引入谐振，使开关开通前电压先降到零，关断前电流先降到零，就可以消除开关过程中电压、电流的重叠，降低他们的变化率，从而大大减小甚至消除开关消耗。

同时，谐振过程限制了开关过程中电压电流的变化率，这使得开关噪声显著减小。

理想开关过程：零压导通零压关断，开通和关断零损耗零噪声。

2.软开关电路的种类及特点根据电路中主要的开关元件是零电压开通还是零电流关断，可以将软开关电路分成零电压电路和零电流电路两大类。

通常，一种软开关电路要么属于零电压电路，要么属于零电流电路。

但也有个别电路中，有些开关是零电压开通，另一些开关是零电流关断的。

根据软开关技术发展的历程，可以将软开关电路分成以下三种：1）准谐振电路. 是最早出现的软开关电路。

准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，谐振的引入使得电路的开关损耗和开关噪声大大下降，谐振周期随输入电压、负载变化而改变，因此电路只能采用脉冲频率调制方式来控制。

准谐振电路可以分为零电压开关准谐振电路、零电流开关准谐振电路、零电压开关多谐振电路和用于逆变器的谐振直流环。

2) 零开关PWM电路.电流和电压基本上是方波。

开关承受的电压明显降低。

电路不采用开关频率固定的PWM控制方式。

恒功率的计算
在变压器已知的情况下，PWM波的输出的Duty是只与输 入电压有关的函数。 D＝Vo*Np/(Vin*Ns+Vo*Np)。 其中Np为初级线圈的匝数，Ns为次级线圈的匝数。 Vvff的计算公式为： Vvff＝Vin*K 其中K＝R2/ （R1+R2） 根据Vvff和Vcsx的关系可以求出Vcsx的最大值： Vcsx＝0.467*（3-Vvff） 可求出Ipeak如下： Ipeak＝Vcsx/ Rs 计算输出功率： Po＝0.5*Vin*Ipeak*D 通过以上的计算，我们可以从理论上推出该芯片可以 实现恒功率输出。
主要电压电流波形：
当I2降到零时，Vds开始下降，同 时V3也开始下降。从辅助绕组上 引取该电压信号，检测辅助绕组 从正电压到负电压的波形，当该 电压值的负相脉冲沿降到设定值 时，PWM发出高电平，使得开关 管再次导通，从而实现准谐振。
3. 传统flyback和准谐振的性能比较；
1. dv/dt 比较
Pin5：变压器退磁信号检测输入
Pin5内部的电路图如下：
频率折弯
防止变换器的开关频率 过高，L6565对开关的最小 关断时间给予限制。ZCD消 隐时间间隔的最小值是 3.5us。一旦负载电流和输 入电压使开关截止时间降低 到3.5us的最小消隐时间以 下，系统将进入频率折弯模 式。
频率折弯的试验波形
问题二:大的turn-on损耗
Turn-on loss包括以下几个部分:
1. 开关管导通时,开关管电压Vds与一次侧绕组电流重叠的区域,由于 绕组漏感的存在,此部分损耗较小; 2. 各种寄生电容造成的损耗,如开关管ds的寄生电容C1,变压器等效 寄生电容C2; 这些寄生电容在开关管突然导通时,储存在电容中的 能量被开关管短路消耗，此部分损耗在高频时损耗较大；

第5章 软开关技术
§5.1 软开关的基本概念 5.1 §5.2 软开关电路的分类 5.2 §5.3 典型的软开关电路 5.3
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引言
开关电源的发展趋势 ☼小型化、轻量化，对效率和电磁兼容性也有很高要求。 小型化、 小型化 轻量化，对效率和电磁兼容性也有很高要求。 电力电子装置高频化 ☼减小滤波器、变压器的体积和重量，电力电子装置小 减小滤波器、 减小滤波器 变压器的体积和重量， 型化、轻量化。 型化、轻量化。 ☼开关损耗增加，电路效率严重下降，电磁干扰增大。 开关损耗增加， 开关损耗增加 电路效率严重下降，电磁干扰增大。 软开关技术 ☼降低开关损耗和开关噪声。 降低开关损耗和开关噪声。 降低开关损耗和开关噪声 ☼大幅度提高开关频率。 大幅度提高开关频率。 大幅度提高开关频率
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5.3.1 零电压准谐振电路
1.电路结构 电路结构
假设电感L和电容C都很大，可以等效为电流 源和电压源，并忽略电路中的损耗。
Cr
S
Lr
A + -
L
Ui
VDS
iLr
VD
uD
C
R
降压型零电压开关准谐振电路原理图 图5 - 7降压型零电压开关准谐振电路原理图 降压型
15
2.工作原理 工作原理
Cr
S t
4
软开关： 软开关：
在原来的开关电路中增加很小的电感、电容等谐振元件， 在原来的开关电路中增加很小的电感、电容等谐振元件， 构成辅助换相网络，在开关过程前后引入谐振过程， 构成辅助换相网络，在开关过程前后引入谐振过程，消除 开关过程中电压、电流的重叠。 开关过程中电压、电流的重叠。 降低开关损耗和开关噪声。 降低开关损耗和开关噪声。
5.3.3 有源钳位正激型电路

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8.2 软开关电路的分类
Cr Lr L S S VD Cr a) VD Lr Cr1 L S Cr2 Lr L VD
b)
c)
a）零电压开关准谐振电路
图 8-5 准谐振电路 b）零电流开关准谐振电路
c）零电压开关多谐振电路
◆准谐振电路 ●分类 ▲零电压开关准谐振电路（Zero-Voltage-Switching Quasi-Resonant Converter—ZVS QRC） ▲零电流开关准谐振电路（Zero-Current-Switching Quasi-Resonant Converter—ZCS QRC） ▲零电压开关多谐振电路（Zero-Voltage-Switching Multi-Resonant Converter—ZVS MRC） ▲用于逆变器的谐振直流环节（Resonant DC Link）
102282软开关电路的分类图图87零转换pwm电路的基本开关单元a零电压转换pwm电路的基本开关单元b零电流转换pwm电路的基本开关单元零转换pwm电路电路中采用辅助开关控制谐振的开始时刻所不同的是谐振电路是与主开关并联的因此输入电压和负载电流对电路的谐振过程的影响很小电路在很宽的输入电压范围内和的因此输入电压和负载电流对电路的谐振过程的影响很小电路在很宽的输入电压范围内和从零负载到满载从零负载到满载都能工作在软开关状态而且电路中无功功率的交换被削减到最小这使得电路效率有了进一步提高
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8.3 典型的软开关电路 8.3.1 零电压开关准谐振电路
8.3.2 谐振直流环
8.3.3 移相全桥型零电压开关PWM电路 8.3.4 零电压转换PWM电路
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8.3.1 零电压开关准谐振电路
图8-8 零电压开关准谐振电路原理图

实验一Buck ZCS 软开关电路实验一．实验目的1．加深对零电流准谐振软开关电路工作原理的理解；2．了解零电流准谐振软开关电路的调试方法；3．了解零电流准谐振软开关电路的优缺点。

二．实验电路原理及实验线路为了改善开关管的工况，在20世纪80年代出现了准谐振软开关变换器技术。

对于零电流准谐振软开关电路的基本思想是：在开关管串接一电感L r，和电容C r谐振，在开关管开通之前，谐振电感L r中的电流为零，当开关管开通时，谐振电感L r限制开关管中的电流从零上升，从而实现了开关管的零电流开通；当开关管关断时，L r和C r谐振，从而使L r中的电流回到零，从而实现了开关管的零电流关断。

本实验现以Buck ZCS 变换器为例，分析其电路工作原理，如图3-66所示：图3-66 Buck ZCS变换器工作原理及波形图在一个开关周期T 中，该变换器有四种开关状态。

在分析之前，作出如下假设：1） 所有开关管、二极管均为理想器件； 2） 所有电感、电容和变压器均为理想元件； 3） L f 》L r ；4） L f 足够大，在一个开关周期中，其电流基本保持不变，为I O 。

这样L f 和C f 以及负载电阻可以看成一个电流为I O 的恒流源。

这里给出以下物理量的定义：特征阻抗r Z =谐振角频率ω1/=；谐振频率ωπ12r f ==谐振周期12r rT f == 1．电感充电阶段[t 0,t 1]在t 0时刻之前，开关管Q l 处于关断状态，输出滤波电感电流I 0通过续流二极管D 1流过。

谐振电感电流i Lr 为O ，谐振电容电压V Cr 也为O 。

在t 0时刻，Q 1开通，加在L r 上的电压为V in ，其电流从O 线性上升，因此,Q 1是零电流开通。

0()()Lt rinV i t t t L =- 而D1中的电流为：0()()D1inO rV i t I t t L =--在t 1时刻，i Lr 上升到I 0，此时i D1=O ，D1自然关断。