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共振转换器

定义:旨在提供零电压或零电流开关的设备称为谐振转换器。这些转换器基本上是电力转换器,其中包含电感和电容器网络,这些网络专门调谐以在特定频率下引起共鸣。

在电路中,谐振转换器被合并,以减少MOSFET或IGBT等设备中切换损耗的机会。这些被认为是在谐振电流振荡上起作用的电逆变器。

介绍

我们已经意识到这样一个事实,即通过使用切换设备,负载电流可以打开或关闭以高度变化速率随时间的变化速率,即DI/,以高速公路的变化速率。DT。旨在处理高DI/DT的设备在操作过程中也会遇到高压应力。因此,这会导致与开关设备相关的功率损失。

如果减小组件的大小,则可以增强开关频率。在相对较高的频率下,由于切换以及高压应力引起的损失也显示出很大的增加。不仅如此,因此开关设备打开和关闭的结果高DI/DT和DV/DT可能导致电磁干扰。

上述缺点可以以某种方式处理,即当执行切换时,当设备上的电压和电流在设备上时为零时,转换器中的开关将被打开和关闭。因此,据说提供零电压或零电流开关的转换器被视为谐振转换器。这些转换器要求的必要共振由电路中存在的L和C组件提供。

谐振转换器结构

传统的谐振转换器主要具有3个部分,即开关网络,谐振箱和整流器网络。开关网络负责从直流电压或电流源产生脉动电压和电流。交换机网络的最终输出将进一步提供给整流器网络。馈送到整流器网络的脉动电压或电流负责将脉冲DC信号的整流为直流电压或电流。

谐振罐是电感器和电容器的组合,并通过改变脉动信号的频率来调节信号的增益幅度。

有时,为了避免变压器A DC阻断电容器的饱和(Cb)在交换机网络和整流器网络之间使用。

谐振转换器结构

现在让我们继续了解具有零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)的谐振转换器。

零电流开关谐振转换器

零电流开关转换器的两种类型,即L型和M型。在两个电路配置中,L和C是形成串联谐振电路的必要组件。电感器的存在限制了电路中开关电流的变化速率。现在让我们分别讨论两个电路配置。

L型Z​​CS共振转换器

在这里,电路配置中使用的开关设备可以是GTO,晶闸管,BJT,MOSFET,IGBT等。下图表示L型ZCS共振转换器的电路:

L型零电流转换谐振转换器

开关设备的选择取决于操作的频率范围。基本上,对于低频操作范围,可以使用晶闸管,晶体管或IGBT。在Megahertz范围内,使用了动力MOSFET。谐振电路是由DC源V连接的L和C组成的电路DC而这里的过滤电路是由l组成的1和c1连接到负载。

最初,在稳态条件下常数电流i0流过负载。另外,电路中的开关s是打开的,因此谐振电路参数将为il= 0跨电感器和VC电容器和负载电流i将为00很容易流过二极管D。

M型ZCS共振转换器

下面表示的图显示了M型零电流开关谐振转换器的电路配置:

M型零电流转换谐振转换器

就像先前讨论的L型配置一样,L和C也构成共振电路,而L1和c1构成过滤电路。电容器C存在于开关S和电感器L的串联组合中的平行方向。

零电压转换谐振转换器

这种类型的谐振转换器是由二极管和电容器组成的,该二极管和电容器与开关S形成并行连接。类似于先前讨论的零电流转换谐振转换器的情况,此处的组件L和C也构成了谐振电路。l1和c1形成过滤器电路。在这里,谐振电容器合并到电路中,以便在整个开关上具有零电压。

零电流转换谐振转换器

在此电路中,负载电流i的路径i0流由自由二极管提供。该电路的操作与以下事实有关:开关在整个开关上将零电压时,开关将被打开和关闭。

零电流转换与零电压转换转换器有何不同?

在零电流转换模式下,开关可以承受价值的电流我0+ vs/z0。为了使设备自然关闭,V的值s/z0应该高于我0。这意味着在零电流转换转换器的情况下,负载电流由上限指定。

在零电压转换模式下,此处将设计开关以处理峰值电压vs+ i0z0。这意味着峰开关电压显示依赖性负载电流i0。为了大大更改负载电流,必须在整个开关上有大电压。由于这里的电压充当主导因素,因此零电压转换器适合恒定负载应用。

因此,通常,零电压转换优于零电流转换频率,其原因是开关中存在的内部电容。

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