CN113691126A - 一种高增益软开关Boost变换器 - Google Patents
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Abstract
一种高增益软开关Boost变换器，该变换器包括主电路、辅助电路；所述主电路包括Boost变换器、至少一个外衣单元。所述Boost变换器包含主电感L1、功率开关管S1、二极管D1、电容C1。所述辅助电路包括零电流电感Lr、辅助电感Ls、零电压电容Cr、二极管D2、D3、D4。本发明变换器实现了功率开关管的零电压关断和零电流导通，消除了功率开关管S1上的开关损耗，可以提高变换器的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流-直流变换器，具体涉及一种高增益软开关Boost变换器。
背景技术
在现有的开关电源技术中，Boost外衣电路很好的实现了高电压增益，但在高增益DC/DC变换器中，为了降低变换器成本和提高变换器的功率密度，就需要提高变换器的开关管工作频率。然而，目前实现变换器的高频工作仍然有困难。主要原因是随着变换器工作频率的提高，其开关管的开关损耗也会相应的增加，进而导致变换器的工作效率降低，发热量增加。另外，散热器体积和重量也随之增加。开关频率的升高主要产生以下两个问题：
(1)开关损耗问题：在功率开关管开关过程中，功率开关管的电压和电流均不为零，出现交叠面积，该面积就为功率开关管的开关损耗。开关损耗与开关频率之间成线性关系，开关频率的提高之后，开关损耗会有明显的增加。
(2)EMI(Electromagnetic Interference)电磁干扰效应：当变换器工作在高频率时，电压和电流变化较快，波形会出现明显的过冲，开关管会不得不产生较高的du/dt和di/dt，对电源自身和周边的电子设备会有影响，并且会有开关噪音，在开关频率的进一步提高之后，EMI问题会变得更加严峻。
针对现今的高增益DC/DC变换器存在的问题，采用软开关技术，理论上可以将开关损耗降至零，同时能减少EMI问题对电子器件的干扰。
发明内容
本发明提供一种高增益软开关Boost变换器，通过辅助电路使得功率开关管实现了零电压关断和零电流开通，降低了电路中功率开关管上的开关损耗。
本发明采取的技术方案为：
一种高增益软开关Boost变换器，该变换器包括：主电路、辅助电路；
所述主电路包括Boost变换器、至少一个外衣单元；
所述Boost变换器包含主电感L1、功率开关管S1、二极管D1、电容C1；
主电感L1一端连接输入电源正极，主电感L1另一端分别连接功率开关管S1漏极、二极管D1阳极，功率开关管S1源极连接输入电源负极，二极管D1阴极连接电容C1一端，电容C1另一端连接输入电源负极；
所述外衣单元包含电容Cn1、电容Cn2、电感Ln1、二极管Dn1，n为自然数，且n≥1，外衣单元包含五端口：端口①、端口②、端口③、端口④、端口⑤；
电容Cn1一端连接端口①，电容Cn1另一端分别连接电感Ln1一端、二极管Dn1阳极，电感Ln1另一端为端口②，二极管Dn1阴极连接电容Cn2一端，电容Cn2另一端连接端口③；二极管Dn1阳极为端口④，二极管Dn1阴极为端口⑤；
端口①连接到Boost变换器中二极管D1阳极，端口②连接到Boost变换器中二极管D1的阴极，端口③连接到输入电源负极；
所述辅助电路包括零电流电感Lr、辅助电感Ls、零电压电容Cs、二极管D2、D3、D4；
零电流电感Lr一端分别连接n＝1时的外衣单元中的电容C11的一端、Boost变换器中二极管D1阳极、主电感L1另一端；
零电流电感Lr另一端连接Boost变换器中功率开关管S1漏极；
二极管D2阴极分别连接输入电源阳极、电感L1一端；
二极管D2阳极分别连接零电压电容Cs一端、二极管D3阴极；
二极管D3阳极连接辅助电感Ls一端；
辅助电感Ls另一端分别连接输入电源负极，功率开关管S1源极；
零电压电容Cs另一端分别连接功率开关管S1源极、电感Lr另一端、二极管D4阳极。
二极管D4阴极分别连接二极管D1阴极、电容C1一端。
n个外衣单元中，
第二外衣单元的端口①连接到第一外衣单元中的端口④，
第二外衣单元的端口②连接到第一外衣单元中的端口⑤，
第二外衣单元的端口③连接到输入电源负极；
第三外衣单元的端口①连接到第二外衣单元中的端口④，
第三外衣单元的端口②连接到第二外衣单元中的端口⑤，
第三外衣单元的端口③连接到输入电源负极；
......以此类推；
第n外衣单元的端口①连接到第n-1外衣单元中的端口④，
第n外衣单元的端口②连接到第n-1外衣单元中的端口⑤，
第n外衣单元的端口③连接到输入电源负极；
电容Cn2两端分别连接负载RL两端。
所述功率开关管S1栅极连接PWM控制器。
本发明一种高增益软开关Boost变换器，技术效果如下：
1)、在功率开关管S1导通时，由于零电流电感Lr的作用，使得功率开关管S1在零电流条件下导通，消除了功率开关管S1的开通损耗。
2)、在功率开关管S1关断时，由于零电压电容Cs的作用，使得功率开关管S1在零电压条件下关断，消除了功率开关管S1的关断损耗。
附图说明
图1是本发明变换器的原理总图。
图2是本发明含有两个外衣单元的变换器的原理图。
图3是本发明含有两个外衣单元的变换器电路模态一的原理图；
图4是本发明含有两个外衣单元的变换器电路模态二的原理图；
图5是本发明含有两个外衣单元的变换器电路模态三的原理图；
图6是本发明含有两个外衣单元的变换器电路模态四的原理图；
图7是本发明含有两个外衣单元的变换器电路模态五的原理图；
图8是本发明含有两个外衣单元的变换器电路模态六的原理图；
图9是本发明含有两个外衣单元的变换器电路模态七的原理图；
图10是本发明含有两个外衣单元的变换器电路模态八的原理图；
图11是本发明含有两个外衣单元的变换器电路模态九的原理图；
图12是本发明的外衣单元的结构图；
图13是本发明的第一外衣单元的原理图。
图14为功率开关管S1的驱动控制信号、输入电源Uin、输出电压Uo的仿真波形图。图15(1)为功率开关管S1的驱动、开关管上的电流Is、开关管上的电压Us仿真波形图(零电流导通)；
图15(2)为功率开关管S1的驱动、开关管上的电流Is、开关管上的电压Us仿真波形图(零电压关断)。
具体实施方式
一种高增益软开关Boost变换器，该变换器包括：主电路、辅助电路；
所述主电路包括Boost变换器、至少一个外衣单元；
所述Boost变换器包含主电感L1、功率开关管S1、二极管D1、电容C1；
主电感L1一端连接输入电源正极，主电感L1另一端分别连接功率开关管S1漏极、二极管D1阳极，功率开关管S1源极连接输入电源负极，二极管D1阴极连接电容C1一端，电容C1另一端连接输入电源负极；
所述外衣单元包含电容Cn1、电容Cn2、电感Ln1、二极管Dn1，n为自然数，且n≥1，外衣单元包含五端口：端口①、端口②、端口③、端口④、端口⑤；
电容Cn1一端连接端口①，电容Cn1另一端分别连接电感Ln1一端、二极管Dn1阳极，电感Ln1另一端为端口②，二极管Dn1阴极连接电容Cn2一端，电容Cn2另一端连接端口③；二极管Dn1阳极为端口④，二极管Dn1阴极为端口⑤；
端口①连接到Boost变换器中二极管D1阳极，端口②连接到Boost变换器中二极管D1的阴极，端口③连接到输入电源负极；
所述辅助电路包括零电流电感Lr、辅助电感Ls、零电压电容Cs、二极管D2、D3、D4；
零电流电感Lr一端分别连接n＝1时的外衣单元中的电容C11的一端、Boost变换器中二极管D1阳极、主电感L1另一端；
零电流电感Lr另一端连接Boost变换器中功率开关管S1漏极；
二极管D2阴极分别连接输入电源阳极、电感L1一端；
二极管D2阳极分别连接零电压电容Cs一端、二极管D3阴极；
二极管D3阳极连接辅助电感Ls一端；
辅助电感Ls另一端分别连接输入电源负极，功率开关管S1源极；
零电压电容Cs另一端分别连接功率开关管S1源极、电感Lr另一端、二极管D4阳极。
二极管D4阴极分别连接二极管D1阴极、电容C1一端。
n个外衣单元中，
第二外衣单元的端口①连接到第一外衣单元中的端口④，
第二外衣单元的端口②连接到第一外衣单元中的端口⑤，
第二外衣单元的端口③连接到输入电源负极；
第三外衣单元的端口①连接到第二外衣单元中的端口④，
第三外衣单元的端口②连接到第二外衣单元中的端口⑤，
第三外衣单元的端口③连接到输入电源负极；
......以此类推；
第n外衣单元的端口①连接到第n-1外衣单元中的端口④，
第n外衣单元的端口②连接到第n-1外衣单元中的端口⑤，
第n外衣单元的端口③连接到输入电源负极；
电容Cn2两端分别连接负载RL两端。
所述功率开关管S1栅极连接PWM控制器。
实施例：
如图2所示，以包含两个外衣单元为例：
一种高增益软开关Boost变换器，包含一个传统的Boost变换器、两个外衣单元和一个辅助电路。其中，传统的Boost变换器包含一个主电感L1、一个功率开关管S1、一个二极管D1和一个电容C1。第一个外衣单元包含一个电感L11、两个电容C11、C12和一个二极管D11。第二个外衣单元包含一个电感L21、两个电容C21、C22和一个二极管D21。。辅助电路部分包含一个零电流辅助电感Lr、一个辅助电感Ls、一个零电压辅助电容Cr、以及三个二极管D2、D3、D4。其电路连接关系为：
传统的Boost变换器部分的电感L1一端连接输入电源的正极，另一端分别连接电感Lr一端、二极管D1的阳极、电容C11左端；电感Lr另一端分别连接功率开关管S1的源极、电容Cs右端、二极管D4的阳极；电容Cs左端分别连接到二极管D3的阴极、二极管D2的阳极；二极管D3的阳极连接电感Ls上端；二极管D3的阴极连接输入电源的正极；二极管D1的阴极分别连接外衣电路中电感L11下端、电容C1上端；电容C1下端分别与开关S1的源极、电感Ls下端和输入电源负极。
外衣单元如图10所示，是一个由两个电容C11和C12、一个电感L11、一个二极管D11组成的五端口的单元。电容C11的左端连接到端口①，右端与电感L11的上端以及二极管D11的阳极连接。电感L11的下端连接到端口②。二极管D11的阴极与第二个电容C12的上端连接。电容C12的下端连接到端口③。二极管D11的阳极为端口④，阴极为端口⑤。第一个外衣单元的端口①连接到Boost变换器中二极管D1的阳极，端口②连接到二极管D1的阴极，端口③连接到输入电源的负极。第二个外衣单元的端口①连接到第一个外衣单元中二极管的阳极，端口②连接到第一个外衣单元中二极管的阴极，端口③连接到输入电源负极。第三个外衣单元的连接与第二个外衣单元的连接一致。
根据功率开关管S1以及二极管导通情况的不同，可以将电路的工作过程分为9个工作模态，具体情况如下：
模态一：
该模式开始时，由于零电流电感Lr、电感L1上的电流大小与方向不能够突变，在ZCS条件下主开关S1导通。在这种模式下，二极管D1、D3、D11、D21导通，电感L1、L11、L21放电，辅助电感Ls充电，电容C11、C21、Cr放电，电容C1、C12、C22充电。二极管D3导通，辅助电感Ls和零电压电容Cs之间开始谐振。因此，Cs电压呈正弦曲线下降，Ls电流呈正弦曲线上升。在该工作过程中主电感L1线性减小，零电流电感Lr线性增加，辅助电感Ls电流呈正弦增张，当二极管D1、D11、D21电流降低到零时，该模态结束。
模态二：
在该模态下，二极管D1、D11、D21截止，主电路中电感L1开始充电，电流线性增加。电容C1、C12、C22开始放电并，和电容C2、C11、C12充电。电感L11、Lr、L21电流线性增大。辅助电感Ls和零电压电容Cs之间继续谐振，当辅助电路中零电压电容Cs两端的电压达到负的输入电压-Vin时,二极管D2开始在ZVS条件下导通，Cr电压被钳位在这个水平，该模态结束。
模态三：
在该模态下，由于电感Ls在与零电压电容Cs谐振过程中，电感Ls上流过电流会有能量储存。当电容Cs上电压达到负的输入电压-Vin时，电感Ls会通过二极管D2续流将能量反馈到输入电源。主电路中元器件的工作状态和上一模态相同。当电感Ls电流降为零，二极管D2截止时，该模态结束。
模态四：
在该模态下，辅助电路停止动作。主电路中元器件的工作状态和上一模态相同，负载由C22继续供电。在功率开关管S1关断时，该模态结束。
模态五：
在模态五时，由于零电压Cs的存在，功率开关管S1在ZVS下被关断。在这种模式下，主电路中元器件的工作状态和上一模态相同，负载由C22继续供电。电感L1电流线性放电Cs，当Vcs达到零时,电感L1电流线性充电Cs。当Vcs达到Vc1-Vin时，二极管D4开始在ZVS条件下导通，Cr电压被钳位在这个水平，该模态结束。
模态六：
当二极管D4导通时，模态六开始，二极管D4开始在ZVS条件下导通，电感L1的电流通过Lr、D4、C1、D4和uin。L11的电感电流流过C11、Lr、D4。L21的电感电流分成两路，首先流过C21、C11、Lr、D4和C1，然后流过D21、输出级(C22//RL)和C12。C1、C12、C22充电，C11、C21充电，所有感应器电流均下降。当电容C21电流降低到零时，该模态结束。
模态七：
当电容C21电流降低到零时，模态七开始，在该模态下，电容C21电流反向增大，L11的电感电流分成两路，首先流过C11、Lr和D4。再流过C21、D21和输出级(C22//RL)。其余电感电流状态与上一模态相同，C1、C21和C22充电，C11、C12放电，所有感应器电流均下降。当电容C11电流降低到零时，该模态结束。
模态八：
当电容C11电流降低到零时，模态八开始，在该模态下，电容C11电流反向增大，L1的电感电流分成两路，首先流过Lr、D4和C1。再流过C11、C21和输出级(C22//RL)。L11的电感电流流过C21、D21、输出级(C22//RL)和C1。其余电感电流状态与上一模态相同，C1、C11、C21和C22充电，C12放电，所有感应器电流均下降。当当电感Lr电流降低到零时，该模态结束。
模态九：
当电感Lr电流降低到零时，模态九开始，在该模态下，电容C1、C12、C22开始充电，电容C11、C21开始放电。电感L1上的电流开始线性减小。当功率开关管S1导通的时候，该模态结束。
仿真参数：
开关频率f为50k，输入电源Uin为20V，输出电压Uo为200V，功率开关管S1的占空比为0.75，额定功率Po为200W。
图14为功率开关管S1的驱动控制信号、输入电源Uin、输出电压Uo的仿真波形图。可以看到，上述电路实现了设计所需要的高增益要求。
图15(1)、图15(2)为功率开关管S1的驱动、开关管上的电流Is、功率开关管S1上的电压Us仿真波形图。从仿真波形中可以看出，辅助电路实现了功率开关管零电流导通和零电压关断的功能。
本发明实现了功率开关管的零电压关断和零电流导通，消除了功率开关管S1上的开关损耗，从而可以提高功率开关管S1的开关频率。
Claims (5)
1.一种高增益软开关Boost变换器，其特征在于该变换器包括：主电路、辅助电路；
所述主电路包括Boost变换器、至少一个外衣单元；
所述Boost变换器包含主电感L1、功率开关管S1、二极管D1、电容C1；
主电感L1一端连接输入电源正极，主电感L1另一端分别连接功率开关管S1漏极、二极管D1阳极，功率开关管S1源极连接输入电源负极，二极管D1阴极连接电容C1一端，电容C1另一端连接输入电源负极；
所述外衣单元包含电容Cn1、电容Cn2、电感Ln1、二极管Dn1，n为自然数，且n≥1，外衣单元包含五端口：端口①、端口②、端口③、端口④、端口⑤；
电容Cn1一端连接端口①，电容Cn1另一端分别连接电感Ln1一端、二极管Dn1阳极，电感Ln1另一端为端口②，二极管Dn1阴极连接电容Cn2一端，电容Cn2另一端连接端口③；二极管Dn1阳极为端口④，二极管Dn1阴极为端口⑤；
端口①连接到Boost变换器中二极管D1阳极，端口②连接到Boost变换器中二极管D1的阴极，端口③连接到输入电源负极；
所述辅助电路包括零电流电感Lr、辅助电感Ls、零电压电容Cs、二极管D2、D3、D4；
零电流电感Lr一端分别连接n＝1时的外衣单元中的电容C11的一端、Boost变换器中二极管D1阳极、主电感L1另一端；
零电流电感Lr另一端连接Boost变换器中功率开关管S1漏极；
二极管D2阴极分别连接输入电源阳极、电感L1一端；
二极管D2阳极分别连接零电压电容Cs一端、二极管D3阴极；
二极管D3阳极连接辅助电感Ls一端；
辅助电感Ls另一端分别连接输入电源负极，功率开关管S1源极；
零电压电容Cs另一端分别连接功率开关管S1源极、电感Lr另一端、二极管D4阳极；
二极管D4阴极分别连接二极管D1阴极、电容C1一端。
2.根据权利要求1所述一种高增益软开关Boost变换器，其特征在于：
n个外衣单元中，
第二外衣单元的端口①连接到第一外衣单元中的端口④，
第二外衣单元的端口②连接到第一外衣单元中的端口⑤，
第二外衣单元的端口③连接到输入电源负极；
第三外衣单元的端口①连接到第二外衣单元中的端口④，
第三外衣单元的端口②连接到第二外衣单元中的端口⑤，
第三外衣单元的端口③连接到输入电源负极；
......以此类推；
第n外衣单元的端口①连接到第n-1外衣单元中的端口④，
第n外衣单元的端口②连接到第n-1外衣单元中的端口⑤，
第n外衣单元的端口③连接到输入电源负极；
电容Cn2两端分别连接负载RL两端。
3.根据权利要求1所述一种高增益软开关Boost变换器，其特征在于：所述功率开关管S1栅极连接PWM控制器。
4.根据权利要求1所述一种高增益软开关Boost变换器，其特征在于：在功率开关管S1导通时，由于零电流电感Lr的作用，使得功率开关管S1在零电流条件下导通，消除了功率开关管S1的开通损耗；
在功率开关管S1关断时，由于零电压电容Cs的作用，使得功率开关管S1在零电压条件下关断，消除了功率开关管S1的关断损耗。
5.根据权利要求1所述一种高增益软开关Boost变换器，其特征在于：该变换器包含两个外衣单元时，电路的工作过程分为9个工作模态：
模态一：
该模式开始时，由于零电流电感Lr、电感L1上的电流大小与方向不能够突变，在ZCS条件下主开关S1导通；在这种模式下，二极管D1、D3、D11、D21导通，电感L1、L11、L21放电，辅助电感Ls充电，电容C11、C21、Cr放电，电容C1、C12、C22充电；二极管D3导通，辅助电感Ls和零电压电容Cs之间开始谐振；因此，Cs电压呈正弦曲线下降，Ls电流呈正弦曲线上升；在该工作过程中主电感L1线性减小，零电流电感Lr线性增加，辅助电感Ls电流呈正弦增张，当二极管D1、D11、D21电流降低到零时，该模态结束；
模态二：
在该模态下，二极管D1、D11、D21截止，主电路中电感L1开始充电，电流线性增加；电容C1、C12、C22开始放电并，和电容C2、C11、C12充电；电感L11、Lr、L21电流线性增大；辅助电感Ls和零电压电容Cs之间继续谐振，当辅助电路中零电压电容Cs两端的电压达到负的输入电压-Vin时,二极管D2开始在ZVS条件下导通，Cr电压被钳位在这个水平，该模态结束；
模态三：
在该模态下，由于电感Ls在与零电压电容Cs谐振过程中，电感Ls上流过电流会有能量储存；当电容Cs上电压达到负的输入电压-Vin时，电感Ls会通过二极管D2续流将能量反馈到输入电源；主电路中元器件的工作状态和上一模态相同；当电感Ls电流降为零，二极管D2截止时，该模态结束；
模态四：
在该模态下，辅助电路停止动作；主电路中元器件的工作状态和上一模态相同，负载由C22继续供电；在功率开关管S1关断时，该模态结束；
模态五：
在模态五时，由于零电压Cs的存在，功率开关管S1在ZVS下被关断；在这种模式下，主电路中元器件的工作状态和上一模态相同，负载由C22继续供电；电感L1电流线性放电Cs，当Vcs达到零时,电感L1电流线性充电Cs；当Vcs达到Vc1-Vin时，二极管D4开始在ZVS条件下导通，Cr电压被钳位在这个水平，该模态结束；
模态六：
当二极管D4导通时，模态六开始，二极管D4开始在ZVS条件下导通，电感L1的电流通过Lr、D4、C1、D4和uin；L11的电感电流流过C11、Lr、D4；L21的电感电流分成两路，首先流过C21、C11、Lr、D4和C1，然后流过D21、输出级(C22//RL)和C12；C1、C12、C22充电，C11、C21充电，所有感应器电流均下降；当电容C21电流降低到零时，该模态结束；
模态七：
当电容C21电流降低到零时，模态七开始，在该模态下，电容C21电流反向增大，L11的电感电流分成两路，首先流过C11、Lr和D4；再流过C21、D21和输出级(C22//RL)；其余电感电流状态与上一模态相同，C1、C21和C22充电，C11、C12放电，所有感应器电流均下降；当电容C11电流降低到零时，该模态结束；
模态八：
当电容C11电流降低到零时，模态八开始，在该模态下，电容C11电流反向增大，L1的电感电流分成两路，首先流过Lr、D4和C1；再流过C11、C21和输出级(C22//RL)；L11的电感电流流过C21、D21、输出级(C22//RL)和C1；其余电感电流状态与上一模态相同，C1、C11、C21和C22充电，C12放电，所有感应器电流均下降；当当电感Lr电流降低到零时，该模态结束；
模态九：
当电感Lr电流降低到零时，模态九开始，在该模态下，电容C1、C12、C22开始充电，电容C11、C21开始放电；电感L1上的电流开始线性减小；当功率开关管S1导通的时候，该模态结束。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115603578A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-01-13 | 深圳市恒运昌真空技术有限公司（Cn） | 一种基于软开关的变换器及其控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1299179A (zh) * | 2000-12-21 | 2001-06-13 | 深圳市华为电气技术有限公司 | 直流变换器功率开关管的软开关方法和软开关直流变换器 |
| CN106655775A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-10 | 三峡大学 | 一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器 |
| CN106787724A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 三峡大学 | 一种开关零电压关断双路输入高增益dc/dc变换器 |
| CN206294079U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-06-30 | 三峡大学 | 一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器 |
| CN206402103U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-08-11 | 三峡大学 | 一种开关零电压关断双路输入高增益dc/dc变换器 |
| CN113258774A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-13 | 三峡大学 | 一种零电压关断零电流开通高增益Boost变换器 |
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2021
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1299179A (zh) * | 2000-12-21 | 2001-06-13 | 深圳市华为电气技术有限公司 | 直流变换器功率开关管的软开关方法和软开关直流变换器 |
| CN106655775A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-10 | 三峡大学 | 一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器 |
| CN106787724A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 三峡大学 | 一种开关零电压关断双路输入高增益dc/dc变换器 |
| CN206294079U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-06-30 | 三峡大学 | 一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器 |
| CN206402103U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-08-11 | 三峡大学 | 一种开关零电压关断双路输入高增益dc/dc变换器 |
| CN113258774A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-13 | 三峡大学 | 一种零电压关断零电流开通高增益Boost变换器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115603578A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-01-13 | 深圳市恒运昌真空技术有限公司（Cn） | 一种基于软开关的变换器及其控制方法 |
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