針對常規同步整流升壓變換器在高開關頻率下主開關管的寄生電容存儲電荷無法釋放和整流開關管體二極管反向恢復行為造成的變換器開關管的硬開關、高電磁干擾(EMI)等問題,提出一種基于小耦合電感軟開關同步Boost變換器設計方法,詳細分析了軟開關實現的條件以及變換器的工作過程,通過電路參數的優化設計和仿真驗證實驗,實現了寬負載范圍內所有開關管和二極管的軟開關,使變換器效率得到有效提高,電磁干擾也得到有效抑制,進而驗證了理論分析的正確性。

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【部分圖文】：

圖1所提軟開關同步Boost變換器

基于小耦合電感的軟開關同步Boost變換器如圖1所示，圖中S1為主開關管；S2為整流開關管；Sa為輔助開關管；C1,C2分別為S1,S2的寄生電容或外加吸收電容，L1,L2為耦合電感；Ca為諧振電容；D1,D2,D3為續流二極管。該變換器在電感L電流連續模式下正常工作，主開關管S....

圖2所提變換器的主要工作波形

模態1[t0～t1]，對應圖3a）：假設在t0時刻之前，開關管S1導通，二極管D2,D3電流線性減小。t0時刻iD2減小到0，二極管D2,D3反向截止。該模態電感L處于能量存儲階段，并且輸出電容C0中的能量轉移至負載RL中。模態2[t1～t2]，對應圖3b):t1時刻，S1關斷....

圖3所提變換器穩態時各個工作模態

模態5[t4～t5]，對應圖3e):t4時刻，輔助開關管Sa開通，二極管D1正向導通，其兩端電壓為0V，流過初級電感L1的電流iL1開始增加。該模態中，由于Sa開通前電流為0A，因此Sa,D1屬于零電流開通，由于D1在導通前兩段電壓為0V，所以D1也屬于零電壓導通。模態6[....

圖4開關管驅動、漏源電壓波形

從以上仿真研究發現，所提變換器的軟開關狀態是在輸出功率500W下測試的，考慮到它在輕載下的性能變現，通過改變負載值使功率維持在100W左右，仿真結果如圖6所示，可以看出，所提變換器在輕載下也實現了所有開關管的軟開關。圖5耦合電感、二極管電流波形

本文編號：3995458