隨著人們對軟開關變換理論的深入研究，直流變換器在高性能、高效率、高可靠性等方面已經取得了很大進展，但仍存在各種各樣的缺陷。近年來出現的零轉換變換器(包括零電壓轉換、零電流轉換)綜合了軟開關變換以及PWM技術的優點，被稱為目前最具發展和應用前景的變換器^[1],代表了軟開關變換技術的最新發展方向^[2]但仍有不足之處：輔助開關是硬關斷，損耗很大，因此有必要進行改進研究，以尋求改善輔助開關管關斷條件的方法。本文就一種零電壓轉換(ZVT)Boost變換器的改進電路進行理論分析及實驗。
1 ZVT-PWM變換器改進電路的工作原理
　　基本的ZVT-PWM Boost變換器主電路拓撲如圖1(a)所示；改進的ZVT-PWM Boots變換器主電路拓撲如圖1(b)所示，它在圖1(a)的基礎上增加了一個由輔助電容C_a和輔助二極管D_a構成的緩沖單元。

　　改進的ZVT-PWM Boost變換器的主要波形如圖2所示，與基本的ZVT-PWM Boost變換器相比，工作模式基本相同，不同之處有兩點，如圖中的陰影部分所示。

　　下面結合圖1(b)和圖2分析ZVT-PWM Boost變換器的工作模式。
　　在一個開關周期內，變換器共有八種開關模態。為便于分析，假設升壓電感L_f和濾波電容C_a足夠大，在一個開關周期內，L_f電流基本保持不變，設為I_i；Co電壓基本保持不變，設為V_o。各模態的分析如下：
　　模態1(t₀～t₁)：在t₀時刻之前，主開關管S和輔助開關管S₁均處于關斷狀態，升壓二極管D₁導通" title="導通">導通。在t₀時刻，開通S₁，此時輔助電感電流iLr從0開始線性上升，而D₁中的電流開始線性下降，在t₁時刻，上升到升壓電感電流I_i。D₁的電流減小到0，D₁自然關斷。
　　模態2(t₀～t₁)：在此模態中，L_r開始與電容諧振，繼續上升，而C_r的電壓開始下降。當C_r的電壓下降到0時，S的反并二極管Ds導通，將S的電壓箝在零位。
　　模態3(t₂～t₃)：在此模態中，Ds導通，L_r電流通過Ds續流，此時開通S就是零電壓開通。可見，S開通時刻應該滯后于S₁的開通時刻。
　　模態4(t₃～ta)：在t₃時刻關斷S₁，給C_a充電，由于有C_a，S₁為零電流關斷。在ta時刻，(ta)=V_o，D2導通，將箝在V_o。而對于基本的ZVT-PWM Boost電路，在t₃時刻關斷 S₁，由于S₁在關斷時其電流不為零，而且當它關斷時，D2 導通，S₁上的電壓立即上升到V_o，因此為硬關斷。
　　模態5(ta～t₄)：在此模態中，加在L_r上的電壓為-V_o，線性下降。在t₄時刻，下降到0。
　　模態6(t₄～t₅)：在此模態中，S導通，D₁關斷。升壓電感電流流過S，濾波電容給負載供電，其規律與不加輔助電路" title="輔助電路">輔助電路的Boost電路完全相同。
　　模態7(t₅～t₆)：在t₅時刻，S關斷，升壓電感電流給C_r充電，同時C_a放電，由于有C_r和C_a，S是零電壓關斷。在t₆時刻，vC_r上升到V_o，下降到0，D₁自然導通，D2自然關斷。
　　模態8(t₆～t₇)：該模態與不加輔助電路的Boost電路一樣，L_f和V_in給濾波電容和負載供電。在t₇時刻，S₁開通，開始另一個開關周期。
　　綜上所述，通過加入輔助元件C_a和D_a，可使ZVT-PWM Boost變換器輔助開關為硬關斷的缺點得到解決。
2 輔助電路元件選擇
　　(1) C_a的選擇
　　C_a作為緩沖電容，在選擇C_a時，應考慮主開關S的關斷情況，這是因為其額定電流要比輔助開關S₁大。為了減小S的關斷損耗，應使C_a放電時速度不要太快，一般情況下，在最大負載時，從V_o下降到0的時間為(2～3)t_f (t_f為S的關斷時間)。C_a可由下式來選擇：
　　

　　(2) L_r的選擇
　　輔助電路只是在主開關管開關時起作用，其工作時間一般可選擇為開關周期T_S的1/10，即t₀₁＋t₁₂S 10,亦即：
　　

3 仿真與實驗結果
　　根據以上原理設計的試驗電路參數為： L_f=300μH，L_r=12μH，C_a=1nF，開關頻率fS為100kHz，占空比D取0.5。主開關S選用IRF250，輔助開關S₁選用IRFP460，D₁、D2選用MBR3045PT，D_a選用MUR1250。
　　采用miC_rosim pspice 8.0軟件進行電路仿真，得到如圖3所示的有關仿真波形。圖3(a)的上、下方波形分別為主開關和輔助開關的驅動信號波形?？梢郧宄乜吹剑谥鏖_關將要開通時先開通輔助開關，使電容C_r與電感L_r產生諧振，通過諧振，將C_r(與主開關相并聯)上的電荷釋放到零，從而為主開關的零電壓開通創造了條件。而在主開關開通后，輔助電路立即停止工作，從而減小了輔助電路的損耗。圖3(b)上、下方波形分別為輔助開關的柵源電壓和漏源電壓的波形，可見輔助開關為軟開關。

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　　圖4是實驗所得的主開關電壓電流波形，上方為柵源電壓波形，下方為漏極電流波形。從圖可見，當柵源電壓為零時，其漏極電流基本上下降至零，說明主開關是以軟開關方式工作的。
　　圖5是實驗所得的輔助開關的電壓和電流波形，上方為漏源電壓波形，下方為漏極電流波形。從圖可見，當漏極電流下降至零時，其漏源電壓逐漸上升到最大值，說明了輔助開關是在零電流的狀態下關斷的。