О возможности снижения динамических потерь в двухзвенном преобразователе постоянного напряжения с разделенной коммутацией

Abstract

Для снижения коммутационных потерь в двухзвенных преобразователях постоянного напряжения с относительно высоким входным и относительно низким выходным напряжениями предлагается комплексное решение. Наряду с применением алгоритма, реализующего разделенную коммутацию, рекомендуется в первичном звене применить инвертор тока на IGBT с последовательными диодами, а во вторичном – преобразователь с ключами без эффекта "хвоста тока", например, MOSFET. Описываются процессы в преобразователе, в котором ключи первичного звена выключаются в нулях тока, а вторичного – включаются в нулях напряжения. Обосновано, что при использовании в первичном звене инвертора напряжения на IGBT из-за "хвоста тока" при снабберном выключении потери выключения составляют около 50% потерь при безснабберном выключении, от чего свободно предлагаемое решение.

Для зменшення комутаційних втрат в дволанкових перетворювачах постійної напруги з відносно високою вхідною та відносно низькою вихідною напругами пропонується комплексне рішення. Разом з використанням алгоритму, який реалізує розділену комутацію, у первинній ланці рекомендується використати інвертор струму на IGBT з послідовними діодами, а у вторинній – перетворювач з ключами без ефекту "хвоста струму", наприклад, MOSFET. Описано процеси у перетворювачі, у якому ключі первинної ланки вимикаються у нулях струму, а вторинної вмикаються в нулях напруги. Обґрунтовано, що при використанні у первинній ланці інвертора напруги на IGBT за рахунок "хвоста струму" при снаберному вимиканні втрати вимикання складають біля 50% втрат при безснаберному вимиканні, що відсутнє у запропонованому рішенні.

To reduce switching losses in two-stage DC-DC converters with relatively high input and relatively low output voltages multipurpose solution is proposed. In conjunction with using of an algorithm that implements the separated commutation, in primary stage is used current-source inverter based on IGBTs with series diodes, and in the secondary stage - voltage-source inverter based on switches without current tail, for example, MOSFETs. The processes in the converter, in which the primary stage switches are turned off in the zero current switching mode and the secondary stage switches are turned on in the zero voltage switching mode are described. Substantiated that when in the converter's primary stage the voltage-source inverter based on IGBTs is used, because of the current tail effect the turnoff power losses under capacitance-snubber-turn-off switching mode is no less than about 50% of the losses under hard turn-off switching mode. Proposed solution is free from this one.