1.一种同步整流buck变换器全软开关电路,其特征在于,包括直流输入电源vi、主滤波电感l、辅助电感lr、输出滤波电容co、箝位电容cr、mosfet功率晶体管主开关q1、mosfet功率晶体管同步整流开关q2、mosfet功率晶体管辅助开关qr、辅助功率二极管dr、第一回馈二极管dp1和第二回馈二极管dp2;所述直流输入电源vi与mosfet功率晶体管主开关q1串联组成第一支路,所述第一支路与所述mosfet功率晶体管同步整流开关q2、所述箝位电容cr并联组成第二支路,所述mosfet功率晶体管辅助开关qr与所述辅助电感lr、所述辅助功率二极管dr串联组成第三支路,所述第三支路与主滤波电感l并联组成第四支路,所述第二支路与第四支路串联组成第五支路,所述第五支路与输出滤波电容co并联并对负载rl供电。
2.根据权利要求1所述的同步整流buck变换器全软开关电路,其特征在于,所述mosfet功率晶体管辅助开关qr的源极与所述主滤波电感l的第一端、所述第二回馈二极管dp2的阳极连接,所述辅助功率二极管dr的阴极与所述辅助电感lr的第二端连接,所述辅助功率二极管dr的阴极与所述主滤波电感l的第二端连接;所述mosfet功率晶体管辅助开关qr的源极、所述mosfet功率晶体管主开关q1的源极和所述mosfet功率晶体管同步整流开关q2的漏极连接。
3.根据权利要求2所述的同步整流buck变换器全软开关电路,其特征在于,所述第一回馈二极管dp1的阳极与所述辅助电感lr的第二端连接;所述第一回馈二极管dp1的阴极、所述第二回馈二极管dp2的阴极与所述mosfet功率晶体管主开关q1的漏极连接。
4.一种根据权利要求3所述同步整流buck变换器全软开关电路的调制方法,其特征在于,包括:
t0~t1阶段:t0时刻,mosfet功率晶体管主开关q1的反并联二极管导通,流过主滤波电感l与辅助电感lr的总电流,mosfet功率晶体管主开关q1两端电压为零,mosfet功率晶体管主开关q1以零电压条件软开通;此后主滤波电感l的电流线性增加,辅助电感lr电流线性减小;
t1~t2阶段:t1时刻,辅助电感lr的电流线性下降到零;辅助电感lr与mosfet功率晶体管同步整流开关等效寄电容cp2开始谐振,辅助电感lr的电流从零开始反向增加,主滤波电感l电流继续以上一阶段的变化斜率线性增加;
t2~t3阶段:t2时刻,辅助电感lr两端电压下降到零,等效电容cp2两端电压增加到vi-vo;第一回馈二极管dp1正向偏置,辅助电感lr两端电压与等效电容cp2两端电压同时被箝位;辅助电感lr电流在mosfet功率晶体管主开关q1、mosfet功率晶体管辅助开关qr和第一回馈二极管dp1中环流,电流保持不变,主滤波电感l的电流继续线性增加;
t3~t4阶段:t3时刻,mosfet功率晶体管主开关q1与mosfet功率晶体管辅助开关qr同时关断,辅助电感lr电流立即流过mosfet功率晶体管辅助开关qr的反并联二极管;等效电容cr与主滤波电感l和辅助电感lr并联谐振,等效电容cr流过的电流为主滤波电感l和辅助电感lr的电流之和,等效电容cr被放电,电压开始减小;
t4~t5阶段:t4时刻,等效电容cr电压下降至零,mosfet功率晶体管同步整流开关q2的寄生反并联二极管开始导通;主滤波电感l电压下降至-vo,辅助电感lr的电压增加至vi;因此,主滤波电感l的电流开始线性减小,辅助电感lr的电流从负电流开始线性增加;
t5~t6阶段:t5时刻,mosfet功率晶体管同步整流开关q2零电压开通,主滤波电感l与辅助电感lr的电流继续以上一阶段的变化斜率线性变化;
t6~t7阶段:t6时刻,辅助电感lr的反向电流线性增加至零;辅助电感lr与等效电容cp1、cp2开始串联谐振,在谐振过程中,谐振电路的能量或因阻尼消耗,或传输到输入电源而被转移,最终达到稳态;在此过程中,主滤波电感l两端电压仍然等于-vo,电流继续以上一阶段的变化斜率线性减小;
t7~t8阶段:t7时刻,辅助电感lr与等效电容cp1、cp2寄生串联谐振结束;此阶段,进入续流阶段,主滤波电感l的电流继续以上一阶段的变化斜率线性减小;
t8~t9阶段:t8时刻,mosfet功率晶体管辅助开关qr开通;因辅助电感lr的作用,在mosfet功率晶体管辅助开关qr开通过程中,流过mosfet功率晶体管辅助开关qr的电流为0,因此mosfet功率晶体管辅助开关qr以零电流开通;由于寄生并联电容cp1的影响,mosfet功率晶体管辅助开关qr实际开通过程有功率损耗,形成容性开通损耗;mosfet功率晶体管辅助开关qr导通后,辅助电感lr两端电压为vo,流过辅助电感lr的电流开始线性增加,主滤波电感l的电流继续以上一阶段的变化斜率线性减小;
t9~t10阶段:t9时刻,流过辅助电感lr的电流与流过主滤波电感l的电流之和已正向流过mosfet功率晶体管同步整流开关q2的漏源极,mosfet功率晶体管同步整流开关q2关断;由于等效电容cr的箝位作用,在mosfet功率晶体管同步整流开关q2关断过程中,mosfet功率晶体管同步整流开关q2两端电压上升较小,实现了mosfet功率晶体管同步整流开关q2零电压关断;q2关断后,辅助电感lr与主滤波电感l的电流之和流过路箝位电容cr,路箝位电容cr与主滤波电感l、辅助电感lr开始谐振,路箝位电容cr电压以谐振规律上升;
t10~t0阶段:t10时刻,等效电容cr的电压上升到等于输入电压vi,因此mosfet功率晶体管主开关q1的反并联二极管正向偏置导通续流,以为mosfet功率晶体管主开关q1零电压开通提供了条件,流过mosfet功率晶体管主开关q1反并联二极管的电流为主滤波电感l与辅助电感lr的电流之和;此后,电感的电压为vi-vo,电流开始线性增加;而辅助电感lr的电压为-(vi-vo),电流线性减小。