导言
现在，升压电路被广泛运用于单相整流电源的功率因数校对（PFC）技能中。传统的升压电路作业在硬开关状况，其特点是作业在不接连导电形式时，电感电流峰值正比于输入电压，输入电流波形跟从输入电压波形，因而操控简略;缺陷是开关不只要经过较大的通态电流，并且关断较大的峰值电流会引起很大的关断损耗，一起还会产生严峻的电磁搅扰。因而，在升压电路中选用软开关技能不光能够进步开关频率，还能处理开关注册与关断损耗、容性注册、理性关断和二极管反相康复4大难题。但是，在软开关技能方面前人现已提出好几种电路，如谐振型转化器、准谐振转化器和零开关PWM转化器等，尽管在单相功率因数校对电路中选用这些电路能够进步功率因数和体系功率，但总体上并不抱负。本文选用升压ZVT-PWM转化电路，使其作业在软开关状况，特点是作业在接连导电形式，长处是功率开关管注册损耗和二极管的反向康复损耗都大大下降，较之选用传统硬开关操控技能的功率因数校对进步了一大步。经过电路仿真和实践电路规划，发现都能够很好地到达功率因数校对的意图，并且明显减少了功率管的开关损耗，按捺了电磁搅扰，可获得较高的功率。
升压谐振转化器（包含准谐振和多谐振转化器）的谐振电感和谐振电容一向参加能量传递，并且它们的电压和电流应力很大。而零开关PWM转化器中，尽管谐振元件不是一向作业在谐振状况，但谐振电感却串联在主功率回路中，它的损耗较大，一起，开关管和谐振元件的电压应力和电流应力与准谐振转化器完全相同，为此提出了零转化PWM转化器。它可分为零电压转化PWM转化器（升压ZVT-PWM）和零电流转化PWM转化器（升压ZCT-PWM）。这类转化器是软开关技能的又一腾跃。其特点是作业在PWM方法下，辅佐谐振电路只是在主开关管开关时作业一段时间，从完成开关管的软开关;其它时分不作业，然后减小了辅佐电路的功耗。并且，辅佐电路并联在主功率回路中，辅佐电路的作业不会添加主开关管的电压和电流应力，主开关管的电压和电流应力很小。
升压ZVT-PWM转化器
主电路拓扑及作业原理
电路零转化作业原理
升压ZVT-PWM转化电路如图1所示，下面来剖析所选用电路的作业原理和电路运转形式：升压ZVT-PWM转化器不同于传统的升压转化器，图 1和图2分别为它的电路图及波形图。升压ZVT-PWM转化器在传统的升压转化器基础上添加了一个ZVT 网络，该网络由辅佐开关QZVT、谐振电感Lr、谐振电容Cr及二极管D2和D3组成。电路作业时，辅佐开关QZVT先于主开关QMAIN 注册，使ZVT 谐振网络作业，电容Cr上电压（即主开关QMAIN 两头电压）下降到零，发明主开关QMAIN 零电压注册条件。
图1 升压ZVT-PWM转化器主电路
图2 升压ZVT-PWM转化器波形图
运转形式剖析
假定输入电感足够大，能够用恒流源IIN替代，而输出滤波电容足够大，输出端可用恒压源VO 替代。设t《》
1. t0 – t1：在t0之前，主开关QMAIN和辅佐开关QZVT关断，二极管D1导通，负载电流悉数流过D1。在t0时间，辅佐开关QZVT 导通，跟着QZVT 的注册，谐振电感Lr 中的电流线性上升到IIN。而二极管D1中的电流线性下降至零，二极管D1零电流关断，即完成了二极管的软关断。而在实践电路中，二极管D1 需求阅历反向康复以除掉结电荷。此刻，ZVT谐振电感Lr上的电压为VO，电感电流上升至IIN的时间t01为：
2. t1-t2：在t1 时间，谐振电感Lr 中的电流线性上升到IIN，Lr和Cr开端谐振。在谐振周期内，Cr放电直到电压为零。漏极电压改换率du/dt由Cr操控，Cr实践上是CDS与 COSS的和。在Cr放电的一起，谐振电感中的电流则持续上升。漏极电压降至零所需的时间长度应是谐振周期的1/4。在谐振周期结束时，主开关管的体二极管注册。这一进程结束时，QMAIN的体二极管注册。
3. t2-t3：这一期间开端时，主开关QMAIN的漏极电压降到零，其体内二极管注册。流过体二极管的电流由ZVT电感供给。因为电感两头的电压为零，因而，二极管处于续流状况。而与此一起，主开关管完成了零电压导通。
4. t3-t4：在t3时间，操控电路感应到主开关管QMAIN的漏极电压降为零时，注册主开关管QMAIN，一起关断辅佐开关管QZVT。在辅佐开关管QZVT关断后，Lr中的能量经过二极管D2向负载传输。
5. t4-t5：在t4 时间，D2中的电流下降到零，此刻电路的作业状况与一般的升压转化器相同。而实践中，Lr将与辅佐开关管QZVT的结电容COSS产生谐振，使二极管D1阳极电压为负。
6. t5-t6：这个阶段电路的作业进程和一般 升压转化简直完全一致，主开关管QMAIN关断，其漏-源结电容被充至VO，主二极管D1开端向负载供电。因为一开端结电容使漏极电压为零，因而，主开关管QMAIN的关断损耗大大下降。
7. t6-t0：这个阶段处于续流状况，二极管D1导通，电路经过电感L为负载供给能量。
试验成果
电路参数规划
规划目标：单相沟通输入220V，上下动摇15%，输出功率为2000W，功率为90%，输出电压为380V，转化器作业频率为100kHz。
仿真成果
在计算机仿真软件Matlab的Simulink中树立仿真模型进行仿真。仿真参数：Vin=220V;L=200mH;fk=100kHz;Lr=4.7mH;Cr=470pF。仿真成果如图3所示。
图3 输入电压/电流仿真图
从图3能够看出，输入电流较好地盯梢了输入电压，到达了功率因数校对的意图。
试验剖析
搭好主电路和操控电路，调试后用示波器调查波形，图4为输入沟通电压/电流试验波形图。由图可见，输入沟通电流与输入沟通电压相位相同，输入电流波形为正弦波，完成了体系的高功率因数。电压因为功率管的开关及散布参数的影响还存在一些毛刺，能够经过运用共模电感加以按捺。
图4 沟通输入电压和电流波形
结语
综上所述，在单相功率因数校对电路中选用升压ZVT-PWM 转化器，能够完成软开关PFC。试验成果表明，该电路很好地到达了功率因数校对的意图，并且减少了开关管的损耗，按捺了电磁搅扰并进步了体系的功率。
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