【摘 要】
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四管Buck-Boost（Four-Switch Buck-Boost,FSBB）变换器因其有着输入输出电压极性相同、无源器件较少且功率器件电压应力相对较低的优点,在输入电压范围较宽且输出电压介于输入电压之间的场合中得到广泛应用。本文研究FSBB变换器的控制策略,以实现其零电压开关（Zero Voltage Switching,ZVS）,由此可以提高FSBB变换器的功率密度和变换效率。本文分析了F
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四管Buck-Boost（Four-Switch Buck-Boost,FSBB）变换器因其有着输入输出电压极性相同、无源器件较少且功率器件电压应力相对较低的优点,在输入电压范围较宽且输出电压介于输入电压之间的场合中得到广泛应用。本文研究FSBB变换器的控制策略,以实现其零电压开关（Zero Voltage Switching,ZVS）,由此可以提高FSBB变换器的功率密度和变换效率。本文分析了FSBB变换器实现四只开关管ZVS时电感电流应满足的条件。为了实现全部开关管的软开关并进一步减小电感电流有效值和脉动量,本文推导了FSBB变换器的最优开关时序。基于该最优开关时序,本文提出了可在全输入电压和负载范围内实现四只开关管ZVS且电感电流有效值最小的最优工作模式,即:电感电流伪临界导通模式（Pseudo Boundary Conduction Mode,PBCM）和电感电流伪断续导通模式（Pseudo Discontinuous Conduction Mode,PDCM）。在此基础上,提出了脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）加移相控制方法,并给出了相应的控制电路,该控制电路可实现PBCM和PDCM之间的平滑切换。研究发现,工作在PBCM下的FSBB变换器可能会出现多值问题,为此提出了在控制电路中加入限幅电路来限制最大移相角的方法。最后,在实验室研制了一台额定功率为600W的FSBB变换器原理样机,并进行了实验验证。实验结果表明,本文提出PWM加移相控制方法可在全输入电压和负载范围内均实现了四只开关管的ZVS,并且变换器满载效率均在96.7%以上,满载最高效率达到98.2%。
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