基于零電壓準諧振軟開關電路的諧波電壓峰值抑制的研究

李加奎

【摘 要】本文針對軟開關電路中的準諧振電路存在諧波峰值很高的現象，采用緩沖電路和抑制電路，，進行原有的改善。

【關鍵詞】軟開關；諧波抑制

0 引言

為了降低開關電路的開關損耗，提高電路的效率，人們發明了軟開關技術。軟開關技術解決了開關損耗和噪音干擾，但又引出了高脈峰的問題。

1 改善準諧波軟開關電路的策略

1.1 比較如下2個電路比較

圖1 ZVS準諧振電路

圖2 改進后的ZVS準諧振電路

圖1是最基本的ZVS準諧振電路，通過Cr和Lr的串聯組成串聯諧振，可以使圖1中DC-DC變換電路降低開關損耗和噪音干擾。當開關S導通時，由于串聯電容Lr的原因，使得流過開關S上升緩慢，當達到某一穩態時，開關兩邊的電壓為零，且Lr被充電。當開關斷開時，流過Lr和L的電流方向不變，并且他們和R ，C，電源以及Cr構成回路，并對Cr充電，達到某一穩態時VD兩端電壓下降為0，二極管VD導通。此時，VD，L，R，C構成續流回路，電容Cr通過VD向Lr充電。在如上分析中，Lr和Cr構成串聯諧振改善了開關過程，使得開關S的功耗大大減少，但是也造成開關S所承受的電壓過高。為了改變這種狀況，我們在原圖1的基礎上使Lr并聯上R2 與VD2的串聯；Cr串聯上VD1與R1的并聯，如圖2。

在圖2中，當S導通時，由于Lr的作用，電流不會跳變突然增大，而是從0開始緩慢的增加，并通過L，R，C，電源構成閉合回路，流過S的電流逐漸增大，同時電源給Lr充電。當達到某一穩態時，開關兩邊的電壓為零。當S斷開時，流過Lr和L的電流方向不變，并且他們和R，C，電源，R1，Cr，VD1，構成回路，并且對Cr充電，達到某一穩態時VD兩端電壓下降為零，二極管VD導通。此時，VD，L，R，C構成續流回路，電容Cr通過VD向Lr充電，由于VD1的作用，使得流過R1的電流達到某一較大值時，VD1反向導通，使得開關S兩端的電壓不會繼續增大，起到保護開關的作用。所以圖2這樣的設計，既可以通過串聯諧振的方式來減小開關損耗，又可以避免開關S承受太高的電壓使得開關受損。同時，當S關斷時，可以通過R2 與VD2分流來減輕流過Lr的電流，可以使得Lr兩端的電壓在開關狀態改變時，不至于承受很大的電壓。所以負載電流通過Lr和R2分流，可以減輕S的負擔。

2 用matlab進行仿真驗證

經過仿真，我們可以驗證改進后的軟開關電路確實可以起到減小串聯諧振的峰值的作用，從而減小了開關的承受力。從而說明了電路圖的設計合理性。 3 結論

本文為了改進軟開關中出現的諧波峰值過大的現象。在傳統圖1的基礎上引進抑制電路和緩沖電路，確實起到了對諧振峰值的抑制作用。

【參考文獻】

[1]王兆安，楊君.諧波抑制和無功補償[M].北京：機械工業出版社，1998.

[2]高瑩，謝吉華.SVPWM的調制及諧波分析[J].特微電機，2006，7.endprint