前言：本课题研究的电源功率为32kW，工作频率为5kHz20kHz,为了减小高频时开关器件的损耗，采用串联谐振软开关技术，使得开关器件能够实现零电流关断，其主电路原理图如图 1所示：

我们对图 1电源主回路等效原理图的工作模态进行计算分析。

图2 等效电路模型

图 3 电流断续工作方式的主要波形

设电感L1电流为i，电容C1电压为U1，电源一个谐振周期内各个模态图如图4所示，电源工作波形如图 3所示。电路工作特点是：开关频率fs必须低于谐振频率fr的一半，保持主回路串联谐振条件恒定不变，使整个电路工作于不连续导电模式。对于主电路中的逆变电路，采用脉冲频率调制(PFM)改变开关频率，驱动脉冲满足：在正常的导通情况下，加在逆变开关上的驱动信号应该是互补的，即当第一组(VD1与VD4)开管导通时，第二组开关(VD2与VD3)截止;第二组开通时，第一组截止。电路具体工作流程分析如下：首先假定输入的滤波电容的容量足够大，在逆变过程中其上的电压E基本保持不变，由于储能电容远大于谐振电容，可以把每一个开关周期看成是恒压源电压不断上升的过程。这样可以将图1中的电路的工作过程等效为4个工作模态，其中U0=Uco/K，Uco为负载电压，K为高频变压器的变比。以图2(a)中电流方向为正，则等效电路满足2-1和2-2式：

(2-1)

(2-2)

式中：U1为谐振电容C1两端电压;U0为负载电容C0的电压这算到变压器原边的电压。

模态1的等效电路如图2(a)所示，考虑初始状态时U0(t0)=0，U1(t0)=0，i(t0)=0利用回路电流法可以求出谐振回路的谐振电感电流和谐振电容电压(电路工作在电流断续状态fs<0.5fr)：

(2-3)

(2-4)

其中， 为谐振角频率，fr为谐振频率; 为特征阻抗。t0时刻

4.实验验证

图 5 电流断续工作方式的主要波形

根据设计的谐振电感和电容值，可得到系统的串联谐振频率约为50kHz,由实验结果可以得到实际电源系统的谐振频率为66.7kHz,这是由于系统中脉冲变压器和寄生电感、分布正弦以及开关器件的寄生电感和电容引起的。开关电容为20 kHz，保证了开关频率始终小于谐振频率的一半，整个电路电流始终工作于不连续导电模式。

小结：通过上面的图像分析以及实验数据，我们可以找到*优的设计思路。串联谐振软开关调频技术开发了后在很多的产品上都有应用。