软开关同步升降压变换器的研究

　　0 引言

　　提高开关频率可以减小电感、电容等储能元件的体积，但是开关频率的提高会增加开关器件的开关损耗。为了解决这个问题，专家提出并发展了软开关技术。一般来说，要实现比较理想的软开关效果，都需要有一个或-个以上的辅助开关为主开关创造软开关的条件。同时希望辅助开关本身也能实现软开关。

　　升降压变换器作为一种最基本的DC／DC拓扑广泛应用于各种电源产品中。由于升降压只包含一个开关，所以要实现软开关往往要附加很多有源或无源的额外电路，增加r变换器的成本，降低r变换器的可靠性。

　　升降压变换器除了有一个开关器件外还有一个二极管。在较低压输出的场合，本身就希望用一个MOSPFET来替换二极管(同步整流)，从而获得比较高的效率。如果能利用这个同步开关作为主开关的辅助管，来创造软开关条件，同时本身又能实现软开关，那将是一个比较好的方案。

　　基于此，本文研究了一种软开关同步升降压变换器。该方案适用于输出电压较低，功率密度较高的场合。

　　1 工作原理

　　图1所示的是具有两个开关管的同步升降压变换器。其两个开关互补导通，并设有一定的死区防止共态导通，如图2所示。通常设计中电感上的电流始终为一个方向，如图2中iL波形所示。考虑到开关的结电容以及死区时间，一个周期可以分为5个阶段，各个阶段的等效电路如图3所示。下面简单介绍电感电流不改变方向情况下的同步升降压变换器的工作原理。在这种情况下，S2可以实现软开关，但是S1只能工作在硬开关状态。

　　1)阶段1[to~t1]S1导通，L上承受输入电压，L上的电流线性增加。在t1时刻，S1关断，该阶段结束。