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模拟技术相关技术文章升压ZVT-PWM转换器的工作原理及应用设计实现方案
引言
目前，升压电路被广泛应用于单相整流电源的功率因数校正（PFC）技术中。传统的升压电路工作在硬开关状态，其特点是工作在不连续导电模式时，电感电流峰值正比于输入电压，输入电流波形跟随输入电压波形，因而控制简单;缺点是开关不仅要通过较大的通态电流，而且关断较大的峰值电流会引起很大的关断损耗，同时还会产生严重的电磁干扰。因此，在升压电路中采用软开关技术不但可以提高开关频率，还能解决开关开通与关断损耗、容性开通、感性关断和二极管反相恢复4大难题。然而，在软开关技术方面前人已经提出好几种电路，如谐振型转换器、准谐振转换器和零开关PWM转换器等，虽然在单相功率因数校正电路中采用这些电路可以提高功率因数和系统效率，但总体上并不理想。本文采用升压ZVT-PWM转换电路，使其工作在软开关状态，特点是工作在连续导电模式，优点是功率开关管开通损耗和二极管的反向恢复损耗都大大降低，较之采用传统硬开关控制技术的功率因数校正提高了一大步。通过电路仿真和实际电路设计，发现都可以很好地达到功率因数校正的目的，而且显著减少了功率管的开关损耗，抑制了电磁干扰，可获得较高的效率。
升压谐振转换器（包括准谐振和多谐振转换器）的谐振电感和谐振电容一直参与能量传递，而且它们的电压和电流应力很大。而零开关PWM转换器中，虽然谐振元件不是一直工作在谐振状态，但谐振电感却串联在主功率回路中，它的损耗较大，同时，开关管和谐振元件的电压应力和电流应力与准谐振转换器完全相同，为此提出了零转换PWM转换器。它可分为零电压转换PWM转换器（升压ZVT-PWM）和零电流转换PWM转换器（升压ZCT-PWM）。这类转换器是软开关技术的又一飞跃。其特点是工作在PWM方式下，辅助谐振电路只是在主开关管开关时工作一段时间，从实现开关管的软开关;其它时候不工作，从而减小了辅助电路的功耗。而且，辅助电路并联在主功率回路中，辅助电路的工作不会增加主开关管的电压和电流应力，主开关管的电压和电流应力很小。