一种改进的全桥移相倍流整流变换器

在传统的移相全桥零电压零电流(ZVZCS)变换电路的基础上,采用变压器和隔直电容串联,滞后桥臂串联饱和电抗器,使得超前桥臂实现零电压开通,滞后桥臂实现零电流关断;副边整流电路采用倍流整流,实现整流二极管零电流自然关断,变换器主要的功率器件都工作在软开关状态,并且有较大的软开关范围,饱和电抗器的单向饱和也降低了其损耗.整个变换电路降低了功率器件的开关损耗,减少了干扰,提高了变换电路的电磁兼容性能力,特别适合大功率场合.简单讨论了软开关范围和参数的关系.在此基础上,制作2kW的软开关全桥变换器,试验结果表明该变换器的良好性能.     

基于零电压零电流软开关技术的5kWDC/DC变换器设计

针对现有的零电压软开关DC/DC变换器存在环流损耗大、占空比丢失严重、软开关范围窄和高频二极管寄生振荡严重等问题。设计了一种采用有限双极性PWM控制的零电压零电流软开关变换器,可在宽输入和宽负载范围内实现超前管零电流开通、零电压关断,滞后管零电流开关。采用RCD缓冲电路,有效抑制了高频整流二极管寄生振荡。相对于传统的零电压软开关变换器,具有环流损耗低、占空比丢失少和软开关范围宽等优点。     

移相全桥ZVZC软开关DC-DC稳压电源分析与设计

针对移相全桥零电压零电流软开关(ZVZCS)T作原理进行详细分析,选择了滞后桥臂串接二极管的ZVZCS软开关电路进行研究,滞后桥臂串接的二极管阻止了关断后的反向电流,减弱了环路损耗,电路结构较为简单,同时设计了一套基于TMS320F2812的数字控制系统驱动软开关,构建了移相全桥零电压零电流的主电路拓扑结构.该DC-DC变换器通过PWM移相控制闭环实现了恒电压、恒电流的调整,实验表明,该控制系统实现了零开关,减小了开关通断过程的功耗.     

一种新型全桥软开关变换器的研究

为增加全桥软开关电源的负载变化范围.设计了一种新型的全桥移相脉宽调制(PWM)零电压零电流(zvzcs)软开关变换器.在此电路中.超前桥臂通过增加一个由两个电容及一个电感组成的辅助电路.使超前桥臂在轻载时仍能实现超前桥臂的零电压开关变换:滞后桥臂提出一种改进的电路拓扑结构,该拓扑使负载电流在满载时仍能实现其滞后桥臂的零电流开关变换.并可有效降低整流二极管的电压应力.研制了一台输出48V/1OA的全桥移相ZVZCS软开关电源样机,通过试验验证了理论分析的正确性.     

零电压零电流开关PWM DC/DC全桥变换器的分析

提出了一种零电压零电流开关 ＰＷＭ ＤＣ／ＤＣ全桥变换器,该变换器实现了超前桥臂的零电压开关和滞后桥臂的零电流开关。本文中分析了它的工作原理和参数设计,并给出了实验结果。     

一种新颖的ZVZCS-PWM三电平变换器研究

由于三电平变换器的主开关管电压应力为输入电压的50%,因而该变换器在高电压输入场合获得了广泛的应用.三电平变换器采用移相控制可实现超前桥臂的零电压开通,但与通常的移相桥式变换器一样,其滞后桥臂较难实现软开关.针对这一问题,提出了一种利用变压器次级辅助电路实现滞后桥臂零电流关断的零电压零电流开关脉宽调制(Zero-Voltage and Zero-Current-Switching Pulse Width Modulation,简称ZVZCS-PWM)半桥式三电平变换器,该变换器在宽负载范围内实现了滞后桥臂的零电流软开关(Zero-Current-Switching,简称ZCS-PWM),解决了难以实现滞后管软开关的难题.详细分析了该变换器工作原理及超前桥臂和滞后桥臂软开关的工作条件,在此基础上设计并制作了一台实验样机,得出令人满意的实验结果.     

基于UC3875的移相全桥ZVZCS变换器的设计与仿真

由于基本的移相全桥ZVS变换器存在滞后桥臂实现零电压开通困难、副边占空比丢失、原边环流较大等缺点,而全桥ZCS变换器实现ZCS时需要有较宽的负载调节范围,且对电路的参数要求严格,如果保护措施不当容易产生过压损坏开关管。鉴于上述弊端,本文研究了一种滞后桥臂串联二极管的移相全桥ZVZCS变换器,该变换器采用UC3875为控制芯片,采用平均电流模式的电压电流双闭环控制策略,不仅大幅度降低电路内部的循环能量、减小副边占空比丢失、软开关范围不受电压和负载的影响,而且该系统具有动态响应速度快、系统性能稳定的优点。本文设计了1kW移相全桥ZVZCS DC-DC变换器,通过Saber软件对其进行了仿真分析,仿真结果表明理论分析的正确性。     

一种采用无源钳位电路的新型零电压零电流开关变换器

针对传统的全桥移相PWM零电压零电流(ZVZCS)DC-DC变换器存在的缺点,提出了一种在副边采用无源钳位电路的新型全桥移相PWMZVZCSDC-DC变换器。这种变换器可以有效实现超前桥臂开关管的零电压开关,以及滞后桥臂开关管的零电流开关。这里详细分析了此变换器的工作原理以及变换器各个阶段的工作模态,并且分析了此变换器实现软开关的条件。理论分析表明这种变换器具有副边电压应力低,实现软开关负载范围大,辅助电路损耗小等优点。通过一台0.8kW,60kHz的样机进行了实验,验证了理论分析的正确性。实验结果证明该变换器能够在较宽的负载范围内实现滞后桥臂的零电流关断,适用于大功率应用IGBT的场合。     

一种ZVZCS软开关全桥直流变换器的研究

研究了一种零电压零电流开关的移相全桥软开关电路。通过在原边电路结构中增加一个辅助变压器和两个二极管,该直流变换器能实现滞后臂开关管的零电流关断。详细阐述了电路各阶段的工作原理,分析了零电压和零电流开关设计条件。最后制作了一个400 W的直流电源,测试波形表明超前臂和滞后臂开关管分别实现了零电压开通和零电流关断,电路分析设计正确。     

零电压零电流开关复合式PWM全桥三电平变换器

本文提出一种零电压零电流开关PWM复合式全桥三电平变换器，该变换器的一个桥臂为三电平桥臂，其开关管的电压应力为输入电压的一半，可在很宽的负载范围内实现零电压开关，可以选用MOSFET；另一个桥臂为两电平桥臂，其开关管电压应力为输入电压，可在很宽的负载范围内实现零电流开关，可以选用IGBT。该变换器的输出整流电压交流分量很小，可以减小输出滤波器，改善变换器的动态特性。其输入电流脉动很小，可以减小输入滤波器。本文详细分析该变换器的工作原理，讨论参数设计，并且给出实验结果。本文还提出了其他几种零电压零电流开关PWM复合式全桥三电平变换器。     

一种用耦合电感实现零电压零电流开关的移相全桥变换器

在高压大功率场合,通常用IGBT作为开关器件。由于其关断的电流拖尾现象,IGBT零电流关断能有效减小开关损耗。提出一种新型移相全桥零电压零电流开关(ZVZCS)方案,通过1个双绕组的耦合电感和2个二极管实现滞后臂开关管在宽负载范围的零电流关断(ZCS)。所增加的二极管可以实现软开关,耦合电感的漏感并不会对增加的二极管产生附加的电压应力。为减小耦合电感的励磁电流对ZCS的影响,通过在所增加的2个二极管上各并联一个小电容,在不增大耦合电感尺寸的条件下增加复位电压的作用时间,保证滞后臂开关管的ZCS。在理论分析的基础上进行了计算机仿真,并设计了一台开关频率为68 k Hz、输出为100 V/10 A的样机进行实验验证。仿真和实验结果证明了所提方案的有效性。     

新型零电压开关谐振直流环节逆变器

为提高逆变器的转换效率,提出一种新型零电压开关谐振直流环节逆变器。通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,使直流母线电压周期性地归零,实现逆变桥开关器件在零电压条件下完成切换,而且辅助谐振单元中的开关器件也可以实现零电压开通和零电流关断。此外,辅助谐振单元中的开关器件和谐振电感都没被设置在直流母线上,降低了辅助谐振单元的损耗。对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图和回路的参数设计原则。制作一个10kW的实验样机,通过实验结果验证该谐振直流环节逆变器的有效性。     

一种新型大功率ZVZCS三电平DC-DC变换器

三电平直流变换器因其主开关器件电压应力仅为Vin/2且具有拓扑结构简单和软开关特性好等优点,受到工业界和学术界的广泛关注.基于IGBT的零电压零电流开关ZVZCS(zero-voltage zero-current switching)三电平DC-DC变换器是大功率高压直流变换的主流方案,具有通流能力强、软开关负载范围...     

数字化软开关高频开关电源模块设计

采用DSP芯片TMS320F2812设计了基于数字化软开关技术的适用于电力系统用高频开关电源模块,选择了一种在其滞后桥臂串联二极管的移相全桥零电压零电流（ZVZCS）变换器电路,在宽负载条件下可实现超前臂零电压（ZVS）开关和滞后臂零电流（ZCS）开关;分析了该变换器的工作原理,并通过实验样机进行了验证。     

新型谐振直流环节软开关逆变器

为了提高逆变器的效率和性能,提出一种新型的谐振直流环节软开关逆变器。通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,使直流母线电压周期性地归零,实现逆变桥开关器件在零电压和零电流条件下完成切换,因此减小了开关损耗和二极管的反向恢复损耗。此外,辅助谐振单元中的开关器件可以在零电流的条件下完成开关操作。该软开关逆变器控制简单且不依赖于负载条件,过渡过程所需时间可以自由选择。文中对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图和回路的参数设计方法。制作一个10kW的实验样机,实验结果验证了该软开关逆变器的有效性。     

Quasi-resonant inverter-fed direct torque controlled induction motor drive

A quasi-resonant inverter-fed induction motor operated under direct torque control (DTC) scheme is modeled and analyzed with SABER simulator. The dc link voltage is clamped to source voltage. All the devices in the resonant link and inverter except auxiliary switch in the resonant link are operated soft under zero-voltage switching (ZVS). The auxiliary switch is turned on under zero-current switching (ZCS), but turned off hard. This scheme has been implemented on a laboratory-sized experimental setup. A comparison of simulation and experimental results under identical operating conditions were presented.     

A zero-voltage zero-current soft switching DC/DC converter

A novel three-level zero-voltage zero-current switching (ZVZCS) DC/DC converter is proposed in this paper. A tapped-inductor is used to replace the normal output filter inductor, so that the circulating current in the zero-state can be reset to zero. The reset voltage and the reset time can be set conveniently just by simply changing the winding ratio of the tapped inductor. The converter achieves a zero-current tuning off for inner switching, and a zero-voltage tuning on for outer switching. No circulating current exists in the zero state, so that the loss in the on-state is reduced, and the efficiency can be improved. The experimental results verify that the ZVZCS has low voltage stress, zero-voltage and zero-current switching. __________ Translated from Journal of Zhejiang University (Engineering Science), 2006, 40(2): 334–338 (in Chinese)     

新型ZVS软开关直流变换器的研究

综述了几种新型的零电压(ZVS)DC/DC变换器,并分析了变换器的优缺点,研究了一种新型MOSFET作为开关器件的三电平ZVS变换器,并分析了这种变换器一个周期的工作状态。该变换器用耦合电感代替常规电感,耦合电感通过变压器反射到原边,使变换器在零状态时的环流减小到零,实现了外管零电压开通,内管零电流关断。由于不存在一次侧环流,减小了通态损耗。     

基于高频感应加热电源的新型软斩波器研究

介绍一种用于逆变电源功率调节的新型零电压零电流转换(ZVZCT)直流斩波器,克服了传统ZCT斩波器或ZVT斩波器不能零电流开通和负载续流二极管不能软关断的缺点,适合用于以MOSFET为开关器件的高频电源场合。对该变换器的稳定运行情况进行了详细的分析,并进行了仿真验证,仿真结果表明,该ZVZCT软斩波器能可靠地运行在高频场合,能实现较大范围内的电压和功率调节。     

Reduction of Losses and Efficiency Enhancement of a Zero-voltage Transition–Zero-current Transition Pulse-width Modulated Synchronous Buck Converter with a Simple Passive Auxiliary Circuit

In this article, a novel auxiliary circuit is incorporated with a synchronous buck converter, which provides zero-voltage transition–zero-current transition switching conditions for the main and synchronous switches in the proposed converter. There are no additional voltage and current stress on main and synchronous switches due to the resonance of the auxiliary circuit that acts for a small segment of time in the proposed converter. A zero-voltage transition–zero-current transition pulse-width modulated synchronous buck converter with a simple passive auxiliary circuit reduces the stress and improves the efficiency by pacifying the conduction and switching losses compared to a traditional converter. The important design feature of the zero-voltage transition zero-current transition pulse-width modulated synchronous buck converter is the placement of resonant components that mollify the conduction and switching losses. Due to the zero-voltage transition–zero-current transition, the resonant components with low values are used, thereby resulting in the increase of switching frequency. The zero-voltage transition–zero-current transition operation of the proposed converter is presented through theoretical analysis. The characteristics of the proposed converter are verified with simulation in the PSIM (Powersim Inc, Rockville, USA) co-simulated with a MATLAB/SIMULINK (The Math Works, Natick, Massachusetts, USA) environment and implemented experimentally.