一个BOOST变换器ZVZCS的设计与实现

BOOST变换器安装电感电流和输出电流的关系可分为三种模式，即：

1、电感电流IL》输出电流Io时为CISM模式，

2、电感电电流》输出电流Io时为IISM模式，

3、电感电流IL断续时为DCM模式，

这是传统BOOST变换器的分析方法，现在为了提高变换器效率和减小体积，变换器将向着高频方向发展，这里分享一个ZVZCS实现方法。

设计参数：

输入电压VDC=24V，输出电压VDC=48V，输出功率Po=48W，效率90%，工作频率1.5MHz，纹波电压Vpp=200mV。

设变换器工作在CCM模式，根据已知参数计算出临界电感Lk=4uH，滤波电容Co=1.67uF，以临界电感参数进行设计。

I2为电感电流，Io为输出电流，I3为输入电流，Vg为MOS管驱动，Vo为输出电压。

上述仿真参数为CISM模式和IISM模式临界参数，出结果看出理论计算出的参数与仿真结果相一致。有助于进一步理解BOOST变换器。

要想实现软开关，必须保证开关管开通/关断时电压为零或电流为零。所以必须在原电路的基础上加入辅助元件，这里选择加入谐振电容Cr和谐振电感Lr。让电路中的电压和电流呈正弦规律变换。只有这样电压和电流才会出现过零点，软开关才可能会实现。

之前看过一篇论文，论文中讲到了软开关的方法，当时只想仿真试一试看下结果，并且做了总结SingleSwitchForward（ICF）ZVZCS实现方法今天再次看到，好像一下明白了，原来这个就是BOOST变换器软开关实现方法中的一种。应该也是最简单的一种吧！毕竟没有加太多的元件。

图3BOOST软开关

图中L的参数远大于Lr，即输入相当于一个电流源，由Lr和Cr谐振创造ZVZCS条件。基本原理如图4。

图4实现原理

电感取一个合适参数，然后根据频率确定谐振电容Cr。

图5实现波形

图中看出，开通时，MOS管两端电压降为零，实现ZVS，关断时，电压依然为零，实现ZVS。

二极管开通过程，流过无电流，实现ZCS，直到二极管完全开通，电流才缓慢上升，关断过程，电流依然为零，实现ZCS。

好不容易找到比较合适的参数，MOS管电流也无尖峰。

电容取值不能太小，负载电容两端电压太大，电感取值不能太小，否则MOS管电流尖峰太大，设计中根据需求取舍。也可以用状态空间法分析。
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