软开关变换器3

开关电源测试试卷一．判断对错（15分）：1．IGBT在较大电流时，通态电压比MOSFET高。

（X ）2．可控硅（SCR）系统目前主要在高压、大电流方面体现它不可替代的优势，但开关速度比较低，仅为1KHz左右。

（V ）3．频率越高，开关电源功率传输能力越弱。

（X ）4．MOSFET速度最快，但电压、电流能力相对比较小，特别适合于100V以下的场合。

（V ）5．丘克变换器的功率传输元件是电容。

（V ）6．发生谐振时，电路呈现感性。

（X ）7．双列直插集成电路芯片的管脚排列规律是，当缺口标记超上时，左上角为第1脚，逆时针升序排列。

（V ）8．ZVZCS是指零电压、零电流开关，主要应用于移相桥式变换器中。

（V ）9．TL431是三端电源器件。

（X ）10．开关电源控制芯片电流、电压保护的滞回特性，可以消除在保护点附近的控制抖动。

（V ）11．M51995芯片的反馈端F/B电流在线性区与占空比成近似正比关系。

（X ）12．图腾柱输出结构的特点是驱动电流比较大，但同时器件的穿透电流也比较大。

（V ）13．个人电脑电源的PS-ON信号是主板给电源的正常工作和休眠控制端。

（V ）14．TL494控制器的死区时间控制端（4脚）电位越高，输出死区时间越宽。

（V ）15．不二越电源是一个带有功率因素补偿电路的软开关电源。

（X ）二．填空（30分）：1．常用半导体功率开关器件中，开关速度最快的是（），最慢的是（）。

2．IGBT兼有（）和（）两种器件的优点。

3．非隔离型开关电源的四种典型拓补形式分别是（）、（）、（）、（）。

4．ZVS变换器又叫（）开关，使用谐振（）元件和开关管（）联。

5．PWM是（）不变，调整（）；PFM是（）不变，调整（）。

6．软开关变换器包括（）、（）、（）三种应用形式。

7．PWM调制过程是利用电源输出电压的（）信号和（）电路产生的（）波进行比较，来调整输出脉冲信号的（）。

8．不二越开关电源使用的控制芯片是（M51995AFP ），个人计算机电源使用的控制芯片大多数是（TL494 ），你知道的一个软开关控制芯片是（UC1864 ）。

自激式软开关变换器(ZVS)教程前言第一章关于本电路第二章ZVS的工作原理第三章ZVS的元件选择第四章ZVS的拓展应用之电磁枪配套升压器第五章ZVS的拓展应用之基于ZVS的滞后反馈升压器第六章ZVS的拓展应用之高效电鱼机ZVS电路对于各位来说可能并不陌生，可能很多同学都制作过数十个ZVS电路了。

ZVS的最经常用途是驱动高压包拉弧，zvs具有简单、功率大、发热小效率高等优点。

在此提醒一下各位，不要不加思索地一味重复制作某个电路，DIY<>纯粹的组装。

本教程将介绍ZVS 的背景、工作原理、制作经验和高级应用方式（这是亮点！）同时带领各位领悟DIY的真谛！第一章关于本电路相信很多人看到了很熟悉的那个电路。

这就是自激式软开关变换器，常被大家称为ZVS。

值得一提的是，ZVS是一种电路工作模式的名称（Zero voltage switch，零电压开关），用于描述在开关电源中功率管在其两端电压为零时进行开关动作，此时没有开关损耗。

本电路的功率管正是由于工作在ZVS模式又加上太著名了所以被称为ZVS……（下文中ZVS代表本电路）ZVS是一种Royer变换器，那么Royer是啥？可能很多同学第一次听说这个名词，下面让我为大家分解。

1955年美国的科学家罗那（G.H.Royer）首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。

此后，利用这一技术的各种形式的精益求精直流变换器不断地被研制和涌现出来，从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转和机械振子示换流设备。

由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态，所以由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻，因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备。

由于那时的微电子设备及技术十分落后，不能制作出耐压高、开关速度较高、功率较大的晶体管，所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入。

此后Royer类变换器一直没有停止发展，先后出现了：三极管ZCS（用于LCD背光照明CCFL，本教程不多作介绍）场效应管ZVS（大家熟知的那个电路），这两个电路实现了谐振软开关，因此效率非常高，比PWM硬开关变换器的效率高不少。

软开关技术综述开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开元件的占空比来调整输出电压。

开关电源的构成框图如图1所示，它由输入电路、变换电路、输出电路和控制电路等组成。

功率变换是其核心部分，主要由开关电路和变压器组成。

为了满足高功率密度的要求，变换器需要工作在高频状态，开关晶体管要采用开关速度高、导通和关断时间短的晶体臂，最典型的功率开关晶体管有功率晶体管（CTR）、功率场效应管（MOSFET）和绝缘型双极型晶体管（IGBT）等3种。

控制方式分为脉宽调制、脉频调制、脉宽和频率混合调制等3种，其中最常用的是脉宽调制（PWM）方式。

从60年代开始得到发展和应用的DC－DC PWM功率变换技术是一种硬开关技术。

为了使开关电源在高频状态下也能高效率地运行，国内外电力电子界和电源技术界自70年代以来，不断研究开发高频软开关技术。

软开关和硬开关波形比较如图2所示。

从图可以看出，软开关的特点是功率器件在零电压条件下导通（或关断），在零电流条件下关断（或导通）。

与硬开关相比，软开关的功率器件在零电压、零电流条件下工作，功率器件开关损耗小。

与此同时，du/dt和di/dt大为下降，所以它能消除相应的电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI），提高了变换器的可靠性。

同时，为了减小变换器的体积和重量，必须实现高频化。

要提高开关频率，同时提高变换器的变换效率，就必须减小开关损耗。

减小开关损耗的途径就是实现开关管的软开关，因此软开关技术软开关技术已经成为是开关变换技术的一个重要的研究方向。

本文对软开关和硬开关的工作特性进行比较，并对软开关技术进行了详细阐述。

2 硬开关的工作特性是开关管开关时的电压和电流波形。

开关管不是理想器件，因此在开关管开关工作时，要产生开通损耗和关断损耗，统称为开关损耗（Switching Loss）。

开关频率越高，总的开关损耗越大，变换器的效率就越低。

开关损耗的存在限制了变换器开关频率的提高，从而限制了变换器的小型化和轻量化。

一种新型软开关 BUCK变换器刘吉星;沈锦飞【摘要】磁耦合谐振式无线电能传输采用直流斩波调压控制传输功率，传统的直流斩波电路开关损耗大，因此提出了一种新型的软开关BUCK变换器的改进电路，在电路中添加耦合电感、辅助电感和二极管，可以实现零电流开通和零电压关断。

变换器结构简单，便于控制。

介绍了电路工作原理和过程，设计了电路参数，进行了仿真和实验研究，最后给出了仿真和实验波形。

%The magnetically coupled resonant wireless power transmission adopts DC chopper control over transmission power,while traditional DC chopper circuit switching has a high loss.This paper presents an improved circuit for a novel soft-switching BUCK DC-DC converter,where a coupled inductor,auxiliary inductor and diode are added to realize zero current switching-on and zero voltage switching-off.The converter has a simple structure and is easy tocontrol.Furthermore,the paper describes the working principle and process of the circuit,designs circuit parameters,completes simulation and experimental research,and finally gives simulation and test waveforms.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3页(P14-15,32)【关键词】BUCK变换器;软开关;耦合电感;零电流开通;无线电能传输【作者】刘吉星;沈锦飞【作者单位】江南大学物联网学院电气自动化研究所，江苏无锡 214122;江南大学物联网学院电气自动化研究所，江苏无锡 214122【正文语种】中文【中图分类】TN624磁耦合谐振式无线电能传输技术是一种新型的电能传输技术，比传统的直接接触式电能传输更加灵活、安全、可靠。