Boost電路的一種軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)方法

在實(shí)際電路的設(shè)計(jì)中，強(qiáng)管的軟開關(guān)條件非常容易實(shí)現(xiàn)，所以，關(guān)鍵是設(shè)計(jì)弱管的軟開關(guān)條件。首先確定可以承受的最大死區(qū)時(shí)間，然后根據(jù)式(9)推算出電感量L。因?yàn)椋谀軐?shí)現(xiàn)軟開關(guān)的前提下，L不宜太小，以免造成開關(guān)管上過大的電流有效值，從而使得開關(guān)的導(dǎo)通損耗過大。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

一個(gè)開關(guān)頻率為200kHz，功率為100W的電感電流反向的同步Boost變換器進(jìn)一步驗(yàn)證了上述軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)方法的正確性。

該變換器的規(guī)格和主要參數(shù)如下：

輸入電壓V_in 24V

輸出電壓V_o 40V

輸出電流I_o 0～2.5A

工作頻率f 200kHz

主開關(guān)S₁及S₂ IRFZ44

電感L 4.5μH

圖6(a)，圖6（b）及圖6(c)是滿載（2.5A）時(shí)的實(shí)驗(yàn)波形。從圖6(a)可以看到電感L上的電流在DT或(1－D)T時(shí)段里都會(huì)反向，也就是創(chuàng)造了S₁軟開關(guān)的條件。從圖6(b)及圖6(c)可以看到兩個(gè)開關(guān)S₁和S₂都實(shí)現(xiàn)了ZVS。但是從電壓v_ds的下降斜率來看S₁比S₂的ZVS條件要差，這就是強(qiáng)管和弱管的差異。

圖7給出了該變換器在不同負(fù)載電流下的轉(zhuǎn)換效率。最高效率達(dá)到了97.1％，滿載效率為96.9％。

(a)Current of L(I_o=1A)

(b)v_gs and v_ds of S₂(I_o=2.5A)

(c)v_gs and v_ds of S₁(I_o=2.5A)

圖6 實(shí)驗(yàn)波形（V_in=24V）

圖7 不同負(fù)載電流下的效率曲線

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種Boost電路軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)策略：同步整流加電感電流反向。在該方案下，兩個(gè)開關(guān)管根據(jù)軟開關(guān)條件的不同，分為強(qiáng)管和弱管。設(shè)計(jì)中要根據(jù)弱管的臨界軟開關(guān)條件來決定電感L的大小。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了軟開關(guān)，開關(guān)頻率可以設(shè)計(jì)得比較高。電感量可以設(shè)計(jì)得很小，所需的電感體積也可以比較?。ㄍǔ？梢杂肐型磁芯）。因此，這種方案適用于高功率密度、較低輸出電壓的場(chǎng)合。