串联谐振拓扑分析之升降压式DC-DC变换器

试验仪器：串联谐振拓扑分析 技术员：王小红\陆广香

       一种新型串联谐振升降压式DC-DC变换器拓扑。采用全桥结构产生电压方波，经并 联式双串联谐振LC网络后，在LC串联支路上产生交流电流，电平钳位网络输出稳定的直流电压，在开关损耗小的前提下，其调压范围变宽。釆用频率控制，避免了由开关导通和关断时间不均匀引 起的损耗和温升过大等问题。通过MATLAB仿真和实验验证，证明了所提出的拓扑的正确性。

        在DC-DC变换器中，开关损耗和电压可调区间 影响变换器的性能[1]。传统的DC-DC变换器，如降 压（Buck)式、升压（Boost)式等是通过控制占空比 来调节电压变换比的[2]。传统拓扑因不能零电压开 通或零电流关断而有较大的开关损耗，开关管的开 关频率上限受到限制。随着占空比的变化（特别是 占空比接近于1或者0时），开关管的导通和关断时 间分布不均匀，引起损耗和温升过大，使其实用性受 到影响，升降压范围有限[3—«。大电容均压的半桥式 单LC串联谐振变换器，利用LC串联谐振网络，实 现开关管零电压开通，在降低开关损耗上有所突破， 从而提高了开关频率，但是其最高电压变比为1，本 质上属于降压式DC-DC变换器本文提出了一 种新型全桥式双串联谐振DC-DC变换器，除具有低 开关损耗和宽频率调节区间外，其最高电压变比大 幅提高，具有降压-升压特性，开关管的导通和关断 时间相同且均匀分布，使得系统损耗大大降低。

        实验室试验软开关技术的串、并联谐振DC-DC变换器在降低开关损耗方面效果显著。但并联谐振DC- DC变换器的最高变比与品质因数有关，给控制带 来了困难，不实用；而串联谐振DC-DC变换器的品 质因数只影响控制的灵敏度，不影响最大变比，适用 性强。因此，对基于串联谐振网络的DC-DC变换器 进行研究很有意义，升降压式串联谐振DC-DC变换 器的提出为DC-DC变换器开辟了一个新的领域。

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