零电压准谐振变换器的定义及其设计

零电压准谐振变换器的定义，零电压准谐振变换器(ZVT)是一种实现零电压开关(ZVS)和准谐振(QR)的交错控制技术。它通过控制电流和电压的相位差，实现在开关管电压为零时进行开关操作，同时利用谐振来降低开关损耗。ZVT技术在高频率、高功率电力电子应用中具有广泛的应用前景。

二、闭时，漏极电压开始上升，同时源极电压下降，直到源极电压降至零，此时开关管电压为零，开关管转换成导通状态。在这个过程中，谐振电路产生共振，使得开关管的开关过程实现了零电压开关。

零电压准谐振变换器的应用和优缺点，ZVT技术已经得到广泛应用，尤其在高频率、高功率的变换器中。它能够减少开关管的损耗，提高变换器的效率，同时降低EMI噪声。ZVT技术还可以在无线充电、太阳能逆变器等领域中得到应用。

然而，ZVT技术的实现需要较高的控制精度和复杂的电路设计。此外，谐振电路的失调也会导致开关管的损耗增加。因此，ZVT技术的应用需要仔细考虑其适用场景和控制策略。零电压准谐振变换器是一种高效、低噪声的电力电子技术，它通过控制电流和电压的相位差，实现在开关管电压为零时进行开关操作，同时利用谐振来降低开关损耗。ZVT技术已经得到广泛应用，但其应用需要仔细考虑其适用场景和控制策略。零电压准谐振变换器(ZVZCS)是一种应用频率可变、负载变化较大的开关电源的定频控制方法，在这种变换器中，晶体管的关断采用零电压开关(ZVS)技术，主电容和谐振电感串联，形成谐振回路。通过合理设计谐振电路的参数，使变换器在过渡时零电压关断，谐振回路的谐振特性使开关器件在关断时保持零电流状态，从而实现零电压开关。与其他开关电源相比，零电压准谐振变换器具有以下优点：

1. 降低开关损耗，提高效率：采用谐振回路实现开关器件的谐振过渡，可有效降低开关损耗，提高变换器效率，特别适用于高功率开关电源。

2. 减小电磁干扰：在开关过渡过程中，电流由于通过谐振回路，会在开关器件的两端形成零电压点，避免高电压峰值的产生，减小电磁干扰，降低EMI。

3. 降低噪声：采用零电压开关技术，避免了开关器件产生的瞬间电流和电压的高峰值，减小了噪声。

零电压准谐振变换器的设计，零电压准谐振变换器的设计需要考虑以下几个方面：

1. 谐振元件的选择：合理选择谐振电容和电感，以使谐振回路产生合适的谐振频率和响应速度，达到均衡开关损耗和效率的目的。

2. 控制器的设计：在零电压准谐振变换器中，要根据不同的应用场合，采用不同的控制策略，实现合适的谐振周期和工作参数。

3. 晶体管的选择：晶体管应具有较高的耐受电压和耐受电流能力，以保证稳定、可靠地工作。

零电压准谐振变换器的应用，零电压准谐振变换器常用于高频变换器、高功率电源、UPS、DC/DC变换器、医疗设备及工业自动化控制等领域，具有响应速度快、噪声小、效率高等特点。零电压准谐振变换器的未来发展，在未来，随着科技的发展，零电压准谐振变换器将得到广泛应用和推广，同时也将朝着高效、低功耗、多功能、智能化的方向发展，为更多领域提供安全、可靠、高效的电源和电力控制方案。

零电流准谐振变换器是一种高效率、高频率的DC/DC变换器，广泛应用于各种电源系统中。它采用了零电流开关技术和准谐振技术，从而实现了非常低的开关损耗和开关噪声。当变换器工作时，开关管在零电流状态下进行切换，大大降低了开关损耗，提高了系统效率。同时，准谐振技术的应用使得变换器能够在特定频率下发生谐振，进一步提高了变换器的性能。在零电流准谐振变换器中，谐振频率的确定至关重要。一般来说，谐振频率被设计为开关频率的10倍左右。这是因为过高的谐振频率可能导致谐振电感电流峰值增大，从而增加电路的功率损耗;而过低的谐振频率则可能使得开关管难以实现零电流关断。因此，在实际应用中，需要综合考虑电路的稳定性、效率以及开关管的性能等因素来选择合适的谐振频率。除了上述提到的开关频率外，谐振频率的选择还受到电路中电感L和电容C的值以及开关管的开关耗时等因素的影响。这些因素共同决定了变换器的谐振特性。在实际设计过程中，需要根据具体的应用需求和电路条件来选择合适的电感L和电容C的值，以确保变换器能够在所需的谐振频率下正常工作。

级线圈电感和节点电容形成一个谐振电路，使电感的值为1.4mH，节点电容的值为73pF，利用方程式：4π2f2LC=1可得出谐振频率为500kHz，谐振电路略微衰减。我们注意到采用此近似值的谐振频率与输入电压和载荷电流无关。

如果是非连续导通模式反激变换器，MOSFET在固定的频率下导通(忽略任何频率抖动的影响)。如果达到设定的电流水平，设备就可以导通、关闭;然后在前一设备导通后的某个固定时间再度导通，设备的导通时间与漏极谐振并不同步。在某些情况下，当漏极电压低于总线电压和初级线圈感应电压之和时，设备就会导通。在另一些情况下，当漏极电压较大时，设备才会导通。这种特点经常出现在非连续导通反激变换器的效率曲线上：在驱动恒定负载的情况下，当设备导通时间沿谐振曲线的波形和波谷上下改变时，效率会随着输入电压而改变。

对于准谐振开关，设备并没有固定的开关频率，控制器等待漏极电压的一个波谷到来后再导通。针对彩电市场设计的较老的准谐振设备，总是在到达首个波谷时导通，这对于负载较大的彩电是一个很好的解决方案，然而，对于有较宽动态范围的负载，还存在一个问题。

设备关闭和第一个波谷之间的时间由谐振频率固定，设备导通和关闭之间的时间通过控制器设定。对于较小的负载，由于电感中所需的能源较少，这个时间较短，并且输出二极管导通的时间也较短，因此，对于较小的负载，频率增高会造成更大的开关损耗。有了FSQ系列的Fairchild功率开关，就可以利用一个频率箝位电路来解决该问题。此电路确保了不超过最大频率，并且设备在出现一个波谷时导通。频率限制在较窄的范围内(如55kHz至67kHz)，这样就可控制开关损耗，并简化变压器的设计。与非连续导通模式和连续导通模式运行的反激变换器相比，准谐振开关减少了导通损耗，从而提高了效率并降低了设备温度。简单的准谐振电路在较小负载下损耗较大的缺点，已经通过现代控制器或集成功率开关中的频率箝位电路克服了。

如果这种情况是在较低的电流和电压下发生的(准谐振即是如此)，就可减少导通过程产生的EMI。而且，准谐振过程中的固有频率抖动可传播EMI噪声，进一步降低了滤波器成本，这是由大容量电容中的输入电压纹波造成的。对于恒定负载，在最大纹波电压时的导通时间和输出二极管导通时间都短于在最小纹波电压时的时间，这导致了频率扫描等于纹波频率的开关频率进行线性的变化(如对于50Hz交流电的全桥整流电路为100Hz)，这降低了从1MHz到150kHz范围内的EMI。这就是在显像管彩电中采用准谐振变换器的主要原因：开关频率连续地变化，将电视图像干扰降到最低。