Improved Interleaved Buck Converter with High-Step Down Conversion Ratio and Soft-Switching

Abstract

This article proposes a new interleaved buck converter with a high step-down conversion ratio and soft-switching. The soft-switching conditions for the main IGBTs are achieved with the aid of a simple auxiliary circuit, which comprises a resonant inductor, a resonant capacitor, and a diode. A new interleaved buck converter is realized by adopting two auxiliary circuits separately connected to each one of the legs to provide zero voltage switching (ZVS) and zero current switching (ZCS) turn-on operation. The major advantages of this converter are reduced switching losses, a high step-down ratio, reduced voltage stresses, and no limitation on duty ratio. To validate the theoretical analysis, a laboratory prototype of a 200 V-60 V converter system has been developed and achieved an efficiency of 96% at 250 W output power.

Tento článek představuje nový přesazený snižovací měnič s vysokým převodním poměrem a měkkým spínáním. Podmínky měkkého spínání hlavních IGBT tranzistorů jsou dosaženy pomocí jednoduchého pomocného obvodu, který se skládá z rezonanční indukčnosti, rezonančního kondenzátoru a diody. Nový přesazený snižovací měnič je realizován použitím dvou samostatných pomocných obvodů připojených ke každé větvi, což umožňuje provoz se spínáním při nulovém napětí (ZVS) a nulovém proudu (ZCS).Hlavní výhody tohoto měniče zahrnují snížené spínací ztráty, vysoký převodní poměr, nižší napěťové namáhání součástek a žádné omezení pracovního cyklu. Pro ověření teoretické analýzy byl vyvinut laboratorní prototyp měniče s parametry 200 V–60 V, který dosáhl účinnosti 96 % při výstupním výkonu 250 W.