Buck电路的一种软开关实现方法

buck电路的一种软开关实现方法
软开关是现代电路设计中常用的一种元件，它能够有效地控制电流的流动，提高电路的效率和可靠性。

在buck电路中，软开关的应用能够使电路具备更高的转换效率和更好的抗干扰能力。

在buck电路中，软开关的一种实现方法是采用MOSFET管作为开关器件。

MOSFET管的导通和关断都是通过控制栅极电压的方式来实现的。

通过适当的控制栅极电压，可以实现开关器件的快速切换，从而实现电流的控制和调节。

具体实现软开关的方法如下：首先，选取合适的MOSFET管作为开关器件，并在电路中正确连接。

其次，在电路中加入控制开关器件的信号源，一般是通过PWM信号来控制开关的开关频率和占空比。

然后，根据电路的工作条件，设计合适的驱动电路，通过提供适当的控制电压来控制开关器件的导通和关断。

最后，在整个电路中加入必要的保护电路，以防止开关器件因异常情况而损坏。

通过使用软开关实现的buck电路，可以有效地降低开关过程中产生的功率损耗，提高电路的效率。

此外，软开关的实现还能够减小电磁干扰，提高电路的可靠性和稳定性。

因此，在buck电路设计中，采用软开关是一种非常有效和可行的方法。

总之，软开关作为一种现代电路设计中常用的元件，在buck电路中有着重要的应用。

合理选择开关器件、设计适当的驱动电路，并加入保护电路，能够实现软开关的良好实施。

软开关的应用可以提高电路的效率和可靠性，为电路的稳定运行提供保障。

boost电路的一种软开关实现方法Boost电路是一种常见的DC-DC升压转换器，其主要作用是将输入电压升高到所需的输出电压。

在实际应用中，为了保护负载和电路，需要对boost电路进行软开关控制。

下面介绍一种常见的软开关实现方法。

一、软开关原理软开关是指在开关管导通或截止时，通过控制开关管上下电压的变化来实现电流的平滑切换，从而减小开关管的开关损耗和电磁干扰。

在boost电路中，软开关控制可以减小开关管的损耗，提高电路效率，同时还可以减小电磁干扰，提高电路稳定性。

二、软开关实现方法1.基本思路软开关的实现需要在开关管导通或截止时，通过控制开关管上下电压的变化来实现电流的平滑切换。

在boost电路中，软开关的实现可以通过添加一个辅助电感和一个二极管来实现。

具体实现方法如下：2.具体实现（1）辅助电感辅助电感是指在boost电路中添加的一个电感，用于存储能量和平滑电流。

在软开关时，辅助电感会将存储的能量释放给负载，从而实现电流的平滑切换。

辅助电感的选取需要考虑其电感值和电流能力，一般选取的电感值为主电感的1/10-1/20，电流能力为主电感的1/3-1/2。

（2）二极管二极管是指在boost电路中添加的一个二极管，用于控制开关管的导通和截止。

在软开关时，二极管会将存储的能量释放给负载，从而实现电流的平滑切换。

二极管的选取需要考虑其反向恢复时间和正向导通电压，一般选取的二极管反向恢复时间为主开关管的1/10-1/20，正向导通电压为主开关管的2倍以上。

（3）软开关控制电路软开关控制电路是指在boost电路中添加的一个控制电路，用于控制开关管的导通和截止。

在软开关时，软开关控制电路会根据开关管的导通和截止状态，控制二极管的导通和截止。

软开关控制电路的选取需要考虑其控制精度和响应速度，一般选取的软开关控制电路具有较高的控制精度和响应速度。

三、总结软开关是一种在开关管导通或截止时，通过控制开关管上下电压的变化来实现电流的平滑切换的方法。

文章编号：1674-9146(2016)12-0065-04随着环境污染问题及能源短缺问题的加重,如何高效合理地利用新型清洁能源早已成为各领域研究的热点。

在交通运输领域,新型电动汽车不断涌现,并呈现逐步取代传统燃油汽车的趋势。

与传统燃油汽车相比,电动汽车的一大优势在于能够在制动过程中利用再生制动系统将电机制动能量回收,并在电动汽车启动和加速时将其重新利用。

双向直流变换器为再生制动系统的核心。

在电动汽车驱动时储能电池通过双向直流变换器向电机供电,在制动时电动机的制动能量通过双向直流变换器回馈给储能电池[1]。

据估算,电动汽车的制动能量占其消耗总能量的30%~40%。

因此,研发高效的双向直流变换器,不断提高再生制动系统的性能,能够充分体现电动汽车的节能环保优势[2]。

针对以上问题,笔者提出了一种靠有源缓冲电路实现软开关的双向直流变换器。

在该双向直流变换器中,有源缓冲电路只有在实现软开关的过程中处于工作状态,其上电开通的时间很短,从而有效地减少了辅助电路带来的损耗,并且很好地解决了开关管寄生二极管的反向恢复问题,使双向直流变换器在具有较高效率的同时又能够稳定输出。

以下将针对笔者提出的软开关双向直流变换器,从电路结构、工作原理以及实验结果分析等方面进行详细叙述。

1软开关双向直流变换器的电路结构笔者研究的软开关双向直流变换器包括两个工作模式:boost 工作模式和buck 工作模式。

当软开关双向直流变换器工作于boost 工作模式时,电机正常驱动电动汽车,储能电池通过变换器为电机供电。

而当软开关双向直流变换器工作于buck 工作模式时,电机反向制动,并通过变换器向储能电池充电[3]。

第66页图1为软开关双向直流变换器电路结构。

在图1所示的软开关双向直流变换器中,V lo 为储能电池电压,V hi 为电机侧直流电压。

开关管S 1与S 2为软开关双向直流变换器的工作开关管,其作用取决于变换器的工作模式。

当变换器工作于boost 工作模式时,开关管S 1为主开关管,开关管S 2为软开关双向直流变换器buck 工作模式分析张春丽[基金项目]国家自然科学基金项目(11504316);河南省青年骨干教师项目(G G JS-170);河南省教育厅重点项目(15A 140013)收稿日期：2016-10-14;修回日期：2016-11-14作者简介:张春丽(1980-),女,吉林洮南人,博士,副教授,主要从事电气自动化研究,E -m ail :ch u n lizh an g@x cu.ed 。

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。

重庆大学本科学生毕业设计（论文）Buck电路的软开关设计和仿真摘要在当今节能型社会中，如何提高电源的效率成为电源技术研究的重点。

早期的开关电源均采用硬开关技术，在开通或关断过程中伴随着较大的损耗，并且开关频率越高，开关损耗就越大。

而高频化是减小开关电源体积的重要途径，但是硬开关电源中高频化必然带来电源效率的降低，因此硬开关电源不能适应高频化的发展趋势。

这样采用软开关技术的电源应运而生，它是解决高频化和提高电源效率二者矛盾的有效手段。

本文对采用N沟道增强型MOSFET作开关器件的Buck电路进行了软开关的设计和仿真。

用到的方案是准谐振充放电模式，使MOSFET漏源极两端的电压能在栅极触发脉冲到来前变为零，使开关管能进行零电压开通。

这样就能有效地实现Buck电路的软开关，提高电路的效率。

最后利用Saber仿真软件，对设计的软开关控制策略进行了仿真验证，结果与预期相符合。

在得到此方案的顺利运行后，考虑到输出支路电感电流存在反向的问题，使得输出电流纹波较大，又运用叠加原理的思路，设计了另一方案，从而有效地避免了输出电流反向的问题。

关键词：降压变换器，软开关，Saber仿真ABSTRACTIn today's energy-saving type society, how to improve the efficiency of power supply becomes an important aspect of power technology research. In early power supply research times hard switching technology was adopted. The switching-on or switching-off process accompanied with great loss, and the higher switching the frequency is, the greater the switching loss is. The high operating frequency is an important way to reduce the volume, so the hard switching technology doesn't suit it. Then the soft switching technology appears. It is a good method to solve the high operating frequency and improving the efficiency problem.This article presents a soft switching method of the Buck converter which uses the N channel enhancement type MOSFET as the switch and the simulation. The design is quasi resonant charging and discharging mode which makes the D-S voltage become zero before the gate trigger pulse come, so the MOSFET can operate in a zero voltage turn-on mode. In this way, it can effectively realize the soft switching of Buck converter and improve the efficiency of the circuit. Finally I use the saber software to do the simulation and receive the expected result. After that, considering the reverse slip output inductor current problem which makes the output current ripple large, I present another method which can avoid the problem.Key words：Buck converter, soft switching, saber simulation目录摘要 (I)ABSTRACT.................................................. I I 1 绪论. (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究的目的及意义 (1)1.3 研究的主要内容 (2)2 Buck电路软开关电路设计及原理分析 (3)2.1 Buck电路软开关设计方案 (3)2.2 原理分析 (5)2.3 参数计算与设置 (9)3 Saber仿真验证 (10)3.1 Saber仿真软件的组成 (10)3.2 Saber仿真软件的特征 (10)3.3 Saber的分析功能 ................................................................................ 错误!未定义书签。

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。