ZCS

更新时间:2023-11-28 21:21

零电流开关(ZCS)准谐振变换器(QRC)因其内在的软开关特点和电路的简单。而有多种DC/DC变换器拓扑类型。

简介

零电流开关:Zero Current Switch

一般讲,零电流开关是通过在开关器件上增加一对谐振电感电容,使其在开关开通和关断时流过开关的电流等于零,从而减少开关损耗以提高开关频率,有助于提高电源功率密度

发展

为了减小体积和重量,60年代出现了开关频率高于市电工作频率的开关转换器。最初,开关转换器的工作频率在 20 kHz – 30 kHz 之间。70年代以后,随着先进器件(比如高速晶体管)的推广应用,开关频率可达到超过 100 kHz。但是,随开关频率升高而增大的开关损耗,严重影响开关转换器的性能。为了减小开关损耗,出现了开关频率高达 1 MHz 的准谐振、零电流开关 (ZCS) DC-DC 转换器。每个开关器件均在零电流时导通与关断,这样开关损耗只与导通电流有关而与开关频率无关。在每个开关周期内,转换器都向输出端传输高频能量。

电路结构

零电流开关准谐振变换器这类变化器的工作原理是基本类似的。图(a)和图(b)分别给出全波模式和半波模式。一个零电流开关包括一个功率开关S,二极管D1和D2,谐振电感 Lr ,谐振电容 Cr 。 因为QRC的开关频率很高,它的一个开关周期相对与变换器的时间常数是可以忽略的。所以我们假设当ZCS关断时,开关电压AK和电流是零,当ZCS开通时,流过AK的电流是I,在一个开关周期内I是常数。

(a)

(b)

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