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(6)开关模态6 [t6, t7],对应图4(g) 在t6时刻,主开关管Q1关断,升压电感电流同时给Cr充电,给Ca放电,由于有Cr和Ca,Q1是零电压关断。
在t7时刻,vCr上升到Vo,vCa下降到0,D1自然导通,Da自然关断。此开关模态的持续时间为:
从上面的分析中可以看出,Ca起到两个作用;1)当辅助管Qa关断时,Ca充电,给Q1的关断起到缓冲作用;2)而当主开关管Q1关断时,Ca放电, 给Q1的关断起到缓冲作用, 因此Q1的缓冲电容Cr可以很小,只利用其结电容就足够了,不必另加缓冲电容。 从上述工作原理推导可看出:图2 所示电路使主功率开关管完成零电压导通和关断的同时,辅助开关管在零电流下导通,零电压下关断,而不是零电流关断,这种方式不仅减小了主开关管的开关损耗,而且有效的减少了辅助开关管的开通和关断损耗,提高了电路的整体效率。 3 关键电路参数设计 (1)滤波电感Lf 设计 ZVT Boost 的输入电压范围是Uin=125V~360V, 输出电压Vo=360V,输入最大电流为Iimax=15A,开关频率fs=20kHz,boost 电路工作在连续导电模式下。由:
其中ΔiL表示电感电流纹波, 取15%的电感电流纹波, 则ΔiL=2.25A,将ΔiL代入式(14),可以算出Lf=2mH,实际取2mH。 (2)辅助钳位电容Ca设计 Ca既作为主开关管的Q1的缓冲电容, 又作为辅助开关管的缓冲电容。一般选择在最大负载时,Vca从Vo下降到0 的时间为(2~3)tf,tf为Q1的关断下降时间。则Ca可以由式(15)计算:
主、辅功率开关管采用fairchild 公司的IGBT FGH40N65UFD 作为ZVT Boost 电路的主开关管和辅助开关管,该开关管的最大tf=80ns。 因此,计算得Ca=10nF。考虑一定的裕量,选择Ca为22nF/1000V。 |