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Power

Electronics软开关技术

Soft-SwitchingTechniquesPursuingofhigherswitchingfrequencyBenefitsBetterwaveformPWMwaveformwillbeclosertoexpectedwaveformHarmonicsiseasiertobefilteredFasterresponseSmallervolumeandweight4.44fNf=4.44fNAB

DisadvantagesofhigherswitchingfrequencyDisadvantagesHigherpowerlossesonpowersemiconductordevicesPowerloss=fxEnergylossateachswitchingMoresevereelectromagneticinterference(EMI)SteeperedgesintroducemorenoisesEasiertoberadiatedSolutionSoft-switchingtechniquesOutline8.1Basicconceptsonsoft-switching8.2Classificationofsoft-switchingtechniques8.3Typicalsoft-switchingcircuitsandtechniques8.1Basicconceptsonsoft-switchingHard-switchinga)Turning-onb)Turning-offTheprocessofpowersemiconductordevicehard-switchingTheconceptofsoft-switchingSoft-switchinga)Turning-onb)Turning-offTheprocessofpowersemiconductordevicesoft-switchingTwotypesofsoft-switchingZVS—Zero-voltageswitchingSpecificallymeanszero-voltageturn-on,i.e.,thevoltageacrossthedeviceisreducedtozerobeforethecurrentincreasesZCS—Zero-currentswitchingSpecificallymeanszero-currentturn-off,i.e.,thecurrentflowingthroughthedeviceisreducedtozerobeforethevoltageincreases8.2Classificationofsoft-switchingtechniquesQuasi-resonantsoft-switchingZVSPWM(zero-voltage-switchingPWM)andZCSPWM(zero-current-switchingPWM)ZVTPWM(zero-voltage-transitionPWM)andZCTPWM(zero-current-transitionPWM)TheconceptofbasicswitchcellQuasi-ResonantConverter—QRCZVSQRCZCSQRCZVSMRC(multi-resonantconverter)ResonantDClinkconverterBasicswitchingcellsforQRCZVSPWMconverterandZCSPWMconverterFeature:useofauxiliaryswitchBasicswitchingcellsfora)ZVSPWMandb)ZCSPWMZVTPWMconverterandZCTPWMconverterFeature:auxiliaryswitchisinparallelwithmainswitchBasicswitchingcellsfora)ZVTPWMandb)ZCTPWM8.3Typicalsoft-switchingcircuits

andtechniquesZVSQRCResonantDClinkconverterPhase-shiftfullbridgeZVSPWMconverterZVTPWMconverterZVSQRC

to~t1

t1~t2SuS(uCr)iSiLruVDt0t1t2t3t4t6t0tttttt5OOOOOResonantDClinkconverterCircuitEquivalentcircuittoRDCLSummaryofQRCDisadvantagesVoltagestressincreasedduetotheresonantpeakCurrentRMSvalueincreasedduetolargecirculatingenergyVariableswitchingfrequencyduetopulse-frequencymodulation(PFM)control

Phase-shiftfull-bridgeZVSPWMconverterCircuitPhase-shiftfull-bridgeZVSPWMconverterEquivalentcircuitduringt1~t2Equivalentcircuitduringt3~t4SummaryofZVSorZCSPWMconverterImprovementoverQRCVoltageandcurrentarebasicallysquare-wave,thereforestressesaregreatlyreducedConstantswitchingfrequencyduetopulse-widthmodulation(PWM)controlZVTPWMconverterCircuitEquivalentcircuitduringt1~t2SummaryofZVTorZCTPWMconverterImprovementoverZVSorZCSPWMc

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