最高能效，最低成本: BC²
来源： 作者： 发布时间：2015-04-25 13:05:52 浏览量：从成本上看，零压转换(ZVT)电路需要增加一个功率MOSFET开关管和一个专用的PWM控制器。虽然市面有多种不同的零压转换(ZVT)电路，但是仍然无法克服上述技术难题，而且高昂的成本根本不适合大众市场电感器的型号应用。因此，无源恢复电路更有吸引力。
1.4. 无源恢复电路
图3所示电路是一个很好的无源恢复电路示例[4]；只需另增两个二极管和一个谐振电容。
图3:无源恢复电路
当外部条件不变时，这个电路工作良好。不过，在功率因数校正应用中设计这种电路难度很大，这是因为小线圈的重置电流受到升压二极管的反向恢复电流和外部电气条件的限制。
尽管无损无源电路只需很少的元器件，不幸地是因为技术原因，这种电路在功率因数校正应用中不可行。这个示例表明，虽然电流缓冲法已被人们熟知，但是在不影响前文提到的五大标准的前提下，通过使用电流缓冲法恢复小线圈L的能量是目前无法克服的技术挑战。
2电感器生产. BC²:能量恢复电路
这个创新的电路[1]是按照软开关标准设计的，如图4所示，为恢复小线圈L贮存的电能，在升压线圈LB 附近新增两个二极管 D1和绕行电感器D2 和两个辅助线圈NS1和NS2 。
图4:新型能量恢复电路:BC²
2.1. 概念描述
当晶体管导通时，线圈NS1 在主升压线圈内恢复升压二极管DB的反向恢复电流IRM 。因为交流输入电压调制LB 电压，所以它也调制NS1上的反射电压。此外，这个输入电压还调制升压二极管电流IDB及其相关的反向恢复电流IRM。这些综合调制过程让流经小线圈L的额外的反向恢复电流 IRM 在线圈NS1 内重置，即便在最恶劣的情况下也是如此。当晶体管关断时，辅助线圈NS2把小线圈L的额外电流注入到输出电容。线圈NS2 上的反射电压与输入电压是一种函数关系，当交流线处于低压时，反射电压达到最大值，与小线圈L的最大电流值对应。这些综合变化使流经小线圈L的电流通过二极管D2 消失在体电容内，即便在最恶劣的情况下也是功率电感如此。当dI/dt 斜率(大约10 A/µs)较低时，例如，在开关转换器的断续模式下，这两个附加线圈NS1和NS2 用于关断二极管D1 和D2; 二极管的反向恢复电流不会影响电路特性。我们可以说，这个概念“在电路内回收电流”，因此称之为BC²。
2.2. 相位时序描述
变压比m1 和m2 是线圈NS1和NS2 分别与NP的比值。
相位 [ t0前]
在t0前，BC²电路的特性与传统升压转换器的特性相同。升压二极管DB 导通，通过体电容器发射主线圈能量。
相位 [t0, t1]
在t0时，功率MOSFET导通，DB 的电流等于I0。在t0+时，电流软开关启动，即在零电流时，功率MOSFET的电压降至0V，无开关损耗。在t0后，流经小线圈L的电流线性升高，达到输入电流I0和二极管反向恢复电流IRM的总合为止，而流经DB 的电流线性降至-IRM。
图5 真实地描述了这些电流的变化，并考虑到了m2 变压比。下面是晶体管TR和升压二极管DB的dI/dt简化表达式 :
此外，在t0 +时，功率MOSFET的固有电容COSS 被放电，电阻是晶体管的导通电阻RDS(on)。与功率校正电路不同，晶体管漏极上的电压较低，因为VNS2反射电压是从VOUT抽取的，这个特性让BC² 电路具有一个优点，在低输出负荷时，可以节省电能，利用下面的公式可以算出节省的电能：
因此，BC² 还降低了关断损耗。
相位[t1, t2]
在t1+时，升压二极管DB 关断，过流IRM被贮存小线圈内，过流使DB 结电容线性放电。同时，主线圈上的电压极性发生变化，直到D1 二极管导通为止。与此同时，过流IRM 被变压比m1降低，然后被发射到主线圈内。
图5:每相的等效时序
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