准谐振软开关变换器－准谐振电路

准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，因此称之为准谐振。为最早出现的软开关电路特点：谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；谐振电流有效值很大，电路中存在大量无功功率的交换，电路导通损耗加大；谐振周期随输入电压、负载变化而改变，因此电路只能采用脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation—PFM）方式来控制

准谐振电路的基本开关单元

将Boost变换器中的开关用准谐振零电压开关代替就构成了Boost型零电压开关准谐振变换器(ZVS－QRC)，其简化电路如下图所示。

工作过程分析

t0之前：开关S为通态，二极管VD为断态，Ucr=0，iLr=IL

t0~t1时段： t0时刻S关断，S关断后，VD尚未导通。电感Lr+L向Cr充电， Ucr线性上升，同时VD两端电压UVD逐渐下降，直到t1时刻，UVD=0。

t1~t2时段：t1时刻二极管VD导通，电感L通过VD续流，Cr、Lr、Ui形成谐振回路。t2时刻，iLr下降到零，Ucr达到谐振峰值。

t2~t3时段：t2时刻后，Cr向Lr放电，直到t3时刻，Ucr=Ui，iLr达到反向谐振峰值。

t3~t4时段：t3时刻以后，Lr向Cr反向充电，Ucr继续下降，直到t4时刻Ucr=0。

t1到t4时段电路谐振过程的方程为：

t4~t5时段：VDS导通，Ucr被箝位于零，iLr线性衰减，直到t5时刻，iLr=0。由于这一时段S两端电压为零，在这一时段使开关S开通，不产生开通损耗

谐振过程定量分析

谐振过程

Ucr的谐振峰值（即开关S承受的峰值电压）

零电压开关准谐振电路实现软开关的条件：

缺点：谐振电压峰值将高于输入电压Ui的2倍，增加了对开关器件耐压的要求。

谐振直流环节

逆变器的谐振直流环节也是属于零电压开关准谐振变换器，其电路拓扑和工作波形如下图所示 。

谐振阶段，t0~t1时段： t0时刻之前，开关S处于通态，iLr>IL，。t0时刻VTS关断，电路中发生谐振。iLr对Cr充电，t1时刻，Ucr=Ui。

谐振阶段，t1~t2时段：t1时刻，谐振电流iLr达到峰值。t1时刻以后，iLr继续向Cr充电，直到t2时刻iLr=IL，Ucr达到谐振峰值。

谐振阶段，t2~t3时段： Ucr向Lr和L放电，iLr降低，到零后反向，直到t3时刻Ucr=Ui。

谐振阶段，t2~t3时段： Ucr向Lr和L放电，iLr降低，到零后反向，直到t3时刻Ucr=Ui。

电感充电阶段，t4~t0时段：t4~t0阶段，直流母线电压被箝位成零，若这时逆变桥内开关管换相，则也是零电压开通或关断。

电感充电阶段，t4~t0时段：负载电流一部分经VDS续流，iLr线性上升，VTS两端电压被箝位在零，在这段时间内开通VTS，VTS零电压开通，电流iLr继续线性上升，t5时刻，iLr = Io，直到t0时刻，VTS再次关断。

缺点：电压谐振峰值很高，增加了对开关器件耐压的要求。

待续......