双向全桥LLC谐振变换器的理论分析与仿真

将LLC谐振网络引入到全桥双向DC-DC变换器中,提出一种新型双向全桥LLC谐振变换器。该变换器主要由传统全桥双向DC-DC电路和LLC谐振网络组成。该电路可以在全负载范围内实现功率开关管的零电压开通关断和整流环节的零电流开通关断。文中介绍和分析了变换器的拓扑结构与工作原理,并通过仿真验证了理论分析的正确性。     

一种新型带输出耦合电抗器移相全桥电路

介绍了一种新型零电压零电流软开关(ZVZCS)移相全桥电路。它利用带输出耦合电抗器的辅助电路实现了超前桥臂的零电压开关(ZVS)和滞后桥臂的零电流开关(ZCS)。该辅助电路的结构简单,无耗能元件和有源开关,电路效率高,是一种非常适合大功率场合的拓扑结构。文中详细分析了该变换器的各工作状态和工作时序,分别给出了各个状态的等效电路。实验验证了该方法的有效性。     

一种新型全桥零电压转模 PWM DC-DC变换器

针对移相全桥ZVS PWM DC-DC变换器滞后桥臂零电压开关范围窄、占空比丢失严重以及转换效率较低等缺点，该文提出了一种新型的全桥ZVT PWM DC-DC变换器拓扑。这种电路在传统移相ZVS PWM DC-DC变换器的基础上增加了两个无源网络，其中一个并联在原边的主电路中，为滞后桥臂实现零电压开关提供条件；另一个串联在变压器的副边，以减小变压器的导通损耗。这种电路有宽零电压负载范围，占空比丢失小等优点，可以提高了开关电源的效率，且输出性能好。该文分析了变换器的工作原理以及滞后桥臂零电压开关的实现条件。该文采用了DSP作为控制芯片，实现了系统的双闭环控制。最后研制了一台功率为600W，工作频率为100kHz的样机，实验结果验证了这种新型全桥ZVT PWM DC-DC变换器相关理论的正确性。     

新型零电流转换移相全桥DC/DC变换器

提出了一种新型零电流转换(ZCT)移相全桥DC/DC变换器拓扑。该变换器通过在原边增加一个由电容和电感构成的有源辅助电路,在开关管状态发生变化时,控制辅助电路的谐振电流,可实现主功率开关管和辅助开关管的零电流开关(ZCS),消除IGBT拖尾电流引起的开关损耗,同时减小了二极管的反向恢复损耗。辅助电路结构不会增加开关管的导通损耗,还能一定程度上克服传统零电压开关(ZVS)全桥变换器原边环流损耗大和占空比丢失严重的缺点。详细分析了该新型全桥变换器的工作原理以及实现零电流开关的条件,给出了主电路拓扑结构及相关参数选取,根据所选取参数对主电路进行仿真研究,给出了主要仿真波形,结果验证了电路分析的正确性和设计的可行性。     

带辅助网络的倍流整流式全桥ZVS三电平变换器

针对传统全桥三电平零电压变换器存在的缺点,提出了一种新型的全桥三电平零电压变换器拓扑.在电路拓扑中,变压器一次侧加入了一个由耦合电感和电容组成的辅助网络,而在输出端采用了倍流整流电路.耦合电感和输出滤波电感中储存的能量使得变换器可在宽负载范围内实现每个开关管的零电压开关,而倍流整流电路可以使两个整流二极管在零电平的时候实现自然换流,从而克服变压器二次侧占空比丢失和电压过冲的问题.本文详细分析了此电路的工作模态以及其零电压、实现自然换流的条件,并通过一台24V/5A,50 kHz样机进行了实验,验证了理论分析的正确性.     

新型ZVS全桥DC/DC变换器

针对移相全桥软开关变换器存在的滞后臂难以实现零电压开关(ZVS)和占空比丢失的问题,提出了一种新型的全桥移相零电压变换器拓扑,采用3个等效的高频变压器替代传统的高频变压器,将阻断电容分成2个等效电容串联在桥臂中点之间,增加1个辅助电感实现滞后臂的ZVS。论述了所提出变换器的电路结构、工作原理和关键参数的设计。根据新的拓扑,设计了一台9kW的实验样机,实验结果证明了该电路拓扑能在宽的负载或输出范围内实现软开关。     

一种简单的ZVZCS全桥PWM变换器的分析与设计

讨论了一种零电压零电流开关的全桥DC-DC PWM变换器。通过适当的控制方式及合适的参数选择,这种变换器可以在很宽的负载变化范围内以软开关方式高效率的工作,同时保持了简单的拓扑结构。文中对这种变换器的基本工作原理进行了较详细的理论分析,并根据分析过程中的数学描述对电路的有关参数设计给予了说明。最后通过仿真与一6kW样机实验验证了本文所讨论的变换器工作原理的正确性及实用上的可行性。     

负载和输入电压自适应零电压软开关全桥变换器

该文提出一种在宽输入电压和宽负载范围内工作于零电压软开关（ZVS）的全桥DC-DC变换器。该变换器是在传统移相全桥变换器拓扑的基础上增加了一个简单的LC辅助电路,并通过窄频率调节方式控制辅助电流,在满足ZVS条件下能够最小化环流损耗。采用窄频率变化能够对辅助电流进行有效的调节而不会对主电路的设计和控制带来明显的影响。对变换器的稳态性能进行详细分析;建立变换器的数学模型,可直接用于变换器的优化设计和精确控制。实验结果与理论分析具有很好的一致性。     

基于数字信号处理器控制的新型全桥移相式零电压零电流开关PWM DC-DC变换器

针对传统的全桥移相式零电压零电流开关（ZVZCS）PwM DC-DC变换器在实现滞后桥臂开关管零电流开关（ZCS）的过程中,存在着辅助谐振电路附加损耗较大、软开关实现方式复杂以及功率开关管电压和电流应力高等缺点,提出了一种通过辅助无源钳位网络来实现软开关的新型全桥ZVZCS PWM DC-DC变换器.分析了变换器的软开关实现原理,并采用TMS320F240 DSP作为控制芯片,设计了变换器数字控制系统.通过一台0.8kW,60kHz的样机验证了这种基于数字控制的软开关变换器相关理论的正确性.     

一种新型并联型零电流全桥DC/DC变换器

提出了一种新型的含并联辅助电路的零电流转换(ZCT)全桥DC/DC变换器拓扑结构。该变换器采用脉宽调制(PWM),通过在原边增加一个由电容和电感构成的并联有源辅助电路,在开关管状态发生变化时,控制辅助电路的谐振电流,实现了主开关管和辅助开关管的零电流开关(ZCS),也实现了输出整流二极管的软换流,使整流二极管承受的电压相对较低,即为输出电压,特别适合于开关器件为IGBT的高电压大功率场合,消除了IGBT拖尾电流引起的开关损耗,改善了电路性能。分析了变换器的工作原理及零电流开关的实现条件,给出了主电路拓扑结构和谐振网络相关参数设计。根据所选取的参数对主电路进行了仿真研究,结果验证了电路分析的正确性和可行性。     

新型升-降压DC-DC变换器的研究

提出一种DC-DC变换器拓扑,此种变换器具有大范围的升降压功能,克服了传统变换器只能升压或者只能降压的缺陷。研究了主拓扑在一个开关周期的工作模式,通过分析电路拓扑的工作原理,推导了电路的相关电压关系。与Z源DC-DC变换器进行比较,表明该拓扑具有更低的电容电压应力,同时提高电路的可靠性。通过计算机仿真和样机实验对拓扑进行相关性能测试,理论分析与实验结果完全符合,验证了此DC-DC变换器拓扑的可行性和实用性。     

基于UC3875控制的移相全桥PWM DC-DC变换器

针对传统的全桥移相式零电压零电流开关(FB-PS-ZVZCS)PWM DC-DC变换器在实现滞后桥臂开关管零电流开关(ZCS)的过程中,存在着辅助谐振电路附加损耗较大、软开关实现方式复杂以及功率开关管电压和电流应力高等缺点,提出了一种通过辅助无源钳位网络来实现软开关的全桥ZVZCS PWM DC-DC变换器.采用UC3875作为控制芯片,设计了变换器控制系统.通过一台1kW,25kHz的样机验证了这种软开关变换器相关理论的正确性.     

一种带辅助桥臂的移相全桥软开关变换器分析

针对传统移相全桥ZVS变换器滞后桥臂零电压开关范围窄、占空比丢失严重、功率损耗较大等缺点,提出了一种带辅助桥臂的移相全桥变换器拓扑。分析了该电路的工作原理、功率损耗情况和辅助桥臂控制方法,给出了辅助桥臂参数设计的计算公式。最后研制了一台功率为1 kW,工作频率为16.7 kHz的样机,通过实验验证了该移相全桥电路相关理论的正确性。     

一种新型无源交错并联Boost软开关变换器

给出了一种新型无源交错并联Boost软开关变换器的拓扑结构,对其工作原理进行了详细分析。该拓扑结构简单,在传统交错并联Boost变换器中加入了一个对称的无源辅助电路,实现了开关管的零电压开通和关断。分析了该变换器各阶段工作模态的等效电路和实现软开关的条件,给出了辅助谐振电路的设计,并对主电路进行了仿真研究,仿真结果验证了电路分析的正确性和可行性。     

不对称控制全桥副边双谐振DC-DC变换器

提出一种全桥副边双谐振(full-bridge secondary-dual-resonance,FB-SDR)DC-DC变换器。变换器无需添加辅助电路即可在全负载范围内实现开关管的零电压开关和副边整流二极管的零电流关断,减小了开通损耗和反向恢复损耗;同时,采用不对称控制策略,消除了传统移相全桥变换器的环流损耗,提高了变换器的效率;有效抑制了整流二极管的电压尖峰和振荡,将整流二极管电压箝位在输出电压,减小了电压应力,进一步提高了变换器的性能。详细研究FB-SDR变换器的工作原理及稳态特性,并对电路关键参数进行设计。最后,通过搭建一台1 kW、400 V/48 V的实验样机,验证理论分析的正确性。     

采用辅助谐振网络实现零电压开关的移相控制全桥变换器

移相控制全桥变换器能够实现开关管的零电压开关,但滞后桥臂难度很大。本文提出了电流增强原理,在此基础上,提出了一种新颖的移相控制全桥变换器,它是在传统的全桥变换器中加入了一个辅助谐振网络,来帮助实现滞后桥臂开关管的零电压开关。在文中,对这种变换器的工作原理作了分析,仿真与实验结果验证了该变换器的可行性。     

一种新型全桥移相PWM零电压零电流变换器

为了实现全桥软开关变换器能在很宽的负载变化范围内实现零电压零电流变换,提出了一种改进的电路拓扑结构,设计了一种新型的全桥移相脉宽调制零电压零电流变换器,该电路中,超前桥臂前面增加了一个辅助电路,使其超前桥臂能在轻载的情况下很好地实现零电压变换;在高频变压器的副边采用无源钳位电路,使其滞后桥臂能在满载的情况下很容易地实现零电流变换;此外,在辅助电路中的电容与变换器的输出滤波电容之间用一个钳位二极管连接,限制了变压器的二次侧电压。分析了该变换器的工作原理及各阶段的工作模态,研制了一台输出48V/20A的移相全桥零电压零电流软开关电源样机,通过试验验证了理论分析的正确性。     

一种新型二极管辅助换流网络软开关PWM全桥变换器

本文提出了一种新的软开关拓扑结构,利用二极管辅助谐振换流网络（DARCN－Diode Auxiliary Resonant Commutating Network)来使DC／DC全桥变换器的主开关工作到零电压开通状态,同时可使DARCN中的辅助二极管以及逼边整流二极管实现软关断,全桥变换器的控制信号对普通PWM硬开关变换器完全一样,文中对它的实现原理进行了理论分析,使用PSpice对电路进行了仿真,并进行了实验,验证了电路原理的正确性,并分析了电路参数对软开关实现及电路性能的影响。     

一种改进的ZVZCS全桥PWM变换器

针对当前零电压、零电流全桥DC/DC变换器需要在辅助电路中增加有源或有损器件及二次侧整流二极管电压应力增大的问题,提出一种改进的电路拓扑结构并对工作过程进行了分析。电路超前臂零电压工作的实现方法与其他传统电路相同,采用外加辅助电容实现;滞后臂的零电流工作条件由2个二极管和1个电容构成的辅助电路实现。辅助电路中不含有源、有损器件,不会增加电路的额外损耗,相比其他拓扑结构,具有更高效率。由于与变压器二次侧抽头并联的钳位电容数值较大,将变压器副边的电压钳位,所以不会增加二次侧的整流管的电压应力。仿真结果验证了电路分析的正确性和设计的可行性。     

基于π型无源辅助网络的新型ZVS全桥变换器

提出一种新颖的采用π型无源辅助网络的零电压开关(zero voltage switching,ZVS)全桥变换器,它是在传统全桥拓扑上加入由电感和电容组成的无源辅助网络,从而可在宽电压输入和全负载范围内实现原边开关管的ZVS。详细分析该变换器的工作原理及特性,并对电路关键参数进行设计。在此基础上,设计完成一台1kW(54V/20A),开关频率为100kHz的原理样机,实验结果验证了该拓扑的优点。