贾贵玺 张春雁 肖有文 赵惠超

（天津大学电气与自动化工程学院 天津 300072）

1 引言

Buck拓扑电路在实际生活中应用十分广泛，尤其是在低电压大电流应用场合。由于结构简单，Buck电路在便携式充电器中也得到了普遍应用。充电器要求体积小、重量轻、功率密度高，在充电器的设计中加入软开关电路,可以提高开关频率，减小充电器体积，提高功率密度，同时也利于减小电磁干扰。许多文献已对 Buck变换电路的软开关进行了研究[1-3]。本文主要研究Buck变换器的软开关电路，并通过仿真寻找软开关实现的条件。

常见的软开关电路有准谐振电路、零开关PWM电路和零转换 PWM 电路[4]。准谐振电路缺点是谐振电压峰值很高，对开关器件的耐压值要求较高；谐振电流的有效值很大，电路中存在大量的无功功率的交换，造成电路通态损耗增大；谐振周期随输入电压、负载变化而改变[5-6]。本文提出了一种基于零电压转换 PWM 电路(Zero Voltage Transition PWM Converter，ZVT PWM)的Buck电路拓扑图，其特点是谐振电路与主开关并联，谐振过程基本不受输入电压和负载电流大小的影响，可以在较宽的输入电压范围与负载电流范围内实现零电压开关过程。

设计电路的结构图如图 1所示，在主开关 S1导通前，先使辅助开关 S2导通，使得与 S1反并联的二极管VD1导通，实现主开关S1零电压开通；在辅助开关S2导通前，先使与S2反并联的二极管VD2导通，实现辅助开关S2零电压开通。

图1 Buck零电压转换PWM电路图Fig.1 Circuit diagram of Buck ZVT PWM

2 软开关过程分析

下面对零电压转换PWM电路的工作过程做具体的分析，并通过仿真验证设计的可行性。……