ZCS

零電流開關(ZCS)準諧振變換器(QRC)因其內在的軟開關特點和電路的簡單。而有多種DC/DC變換器的拓撲類型。

簡介

零電流開關:Zero Current Switch

一般講,零電流開關是通過在開關器件上增加一對諧振電感和電容,使其在開關開通和關斷時流過開關的電流等於零,從而減少開關損耗以提高開關頻率,有助於提高電源的功率密度。

發展

為了減小體積和重量,60年代出現了開關頻率高於市電工作頻率的開關轉換器。最初,開關轉換器的工作頻率在 20 kHz – 30 kHz 之間。70年代以後,隨著先進器件(比如高速電晶體)的推廣套用,開關頻率可達到超過 100 kHz。但是,隨開關頻率升高而增大的開關損耗,嚴重影響開關轉換器的性能。為了減小開關損耗,出現了開關頻率高達 1 MHz 的準諧振、零電流開關 (ZCS) DC-DC 轉換器。每個開關器件均在零電流時導通與關斷,這樣開關損耗只與導通電流有關而與開關頻率無關。在每個開關周期內,轉換器都向輸出端傳輸高頻能量。

零電流開關準諧振變換器的電路結構

零電流開關準諧振變換器這類變化器的工作原理是基本類似的。圖(a)和圖(b)分別給出全波模式和半波模式。一個零電流開關包括一個功率開關S,二極體D1和D2,諧振電感 Lr ,諧振電容 Cr 。 因為QRC的開關頻率很高,它的一個開關周期相對與變換器的時間常數是可以忽略的。所以我們假設當ZCS關斷時,開關電壓AK和電流是零,當ZCS開通時,流過AK的電流是 I,在一個開關周期內 I是常數。

全波模式 全波模式

(a)

半波模式 半波模式

(b)

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