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无源软开关三电平Buck/Boost电路设计.pdf
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详细说明:无源软开关三电平Buck/Boost电路设计pdf,无源软开关三电平Buck/Boost电路第1期
刘扳来竽:无源软开关三电平Buck/ Boost电路
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向输出端谐振放电,I1和V为
升到I,Dr和D关断,电流继续通过D6使C放
V6(t2)
Ii(t)=sin(2(t-t2)Is
(4)电,V的缓慢变化为D1的零电压开通提供了条
Ve(t)=VG(t2)cos[w2(t-t2)
(5)件该阶段
V6(t)=v6(t2)
Ji(t3
阶段4t0.5时三电平无源无损软开关电路工作过程
Fig 4 Operating stages of three-level with passive lossless snubber when D>0.5
v(t)=IZ1sinw1(t-ts))-Vi cos[(t-t5)]+V3,
=(;-t)-l(t4)
Z1=√D2(C+C1)/C2C,(10
Cs+ cr/L2C8C
(11)
开关管S1的峰值电流等于输入电流l与谐振
电感峰值电流之和,该峰值出现在V+V=Ⅵ时,
I=VV2+(z1)2
(12)
to It Ig 13
Ia Is I6 t7
l6时刻,当v(l6)=ⅵ时,D导通,谐振过程
图5无源无损软开关三电平电路各器件开关波形结東,此时谐振电感电流
Fig. 5 Corresponding waveform of three-level with
l(to)=y(21)2+-⑦G/C.(3)
grubbe
t6时刻,L2和C4中存储的能量为
阶段5t422
压缓升后,折巾选择电路参数所得到的结果,并且
开关管关断过释无过压,二极管开通时无过流,验
这表明应选较大的Cr并希望r较大;
从(12),(21)式可以看出,G越大,开关81的让了前文的分析.可以看出仿真结果与埋论分析
非常吻合
电流应力和续流二极管D1的电压应力也将越大
利用电路拓扑结构的改进,提出了一种新颖
可见,L2,C的取值应综合考虑,折衷选取.根
的三电平Brck/Bst无源无损软开关电路拓扑
据(21)式,二极管上的过压近似等于√1C/Ca)
着重研究了二电屮电路拓扑的工作原理及实现方
所以C与C的比值应尽可能大,若以二极管上的
过压为0V为工程设计日标,则应选择C/Cr>
法,将一种无原理性过压的无源无损吸收电路单
元应用到三电平Buck/ Boost电路屮,文中详细地
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介绍了其原理和工作过程,给出了相应的设计要
从上面的分析还可看出,开关管S1关断时无点,并进行了仿真研究仿真结果表明所有功率器
原理性过压,续流二极管D1开通时无原理性过流
件均工作在软开关状态,与硬开关相比,开关管无
5仿真结果
原理性过压,且使系统效率提高.同时,由于采用
为了验证上述三电平电路控制方法的正确性,的是无源无损软开关技术,并没有带来控制上的
进行了仿真研究.仿真中相关电路参数如下:谐复杂性.因此这是一种既有理论意义,又有实用价
第1期
刘振来等:无源软开关三电平Buck/ Boost电路
曾一一
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998
999100099
9,96
9,98
1000
a软开关条件下开关管电压和电流波形
b软开关条件下续流二极管电压和电流波形
图7软开关条件下开关管和续流二极管的电压和电流波形
Fig.7 Voltage and current wavcform on power devices under soft switching
值的电路拓扑.
参考文谳
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A three-level Buck/ Boost circuit with passive soft-switching
LIU Zhen-Lai, DENG Yan2, HE Xiang-ning, WU Hong-gang
(1. Department of Physics, Hexi University, Zhangye 734000, Gansu, China;
2. Institute of Power Electronics, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)
Abstract: Two passive lossless snubber cells are added to thc three-level circuit to soften the switching
processes of the switches and freewheeling diodes and the principle and implementation approaches of thc
three-level circuit, are described. a three-level Buck/ Boost topology circuit's operating principles and design
considerations are discussed in detail. At last, the simulated result indicates that the circuit can realize the
three-levcl function and increase system efficiency as well as lead to not any over- voltage stress oIl Irlail power
switches
Key words: Buck/Boost converter; passive lossless snubber cell; soft switching
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