具有串并联自调整型倍流整流结构的交错并联移相全桥变流器

文中提出了一种副边采用混合型倍流整流结构的交错并联移相全桥(phase shift full-bridge,PSFB)变流器拓扑。该变流器的副边整流结构具有串并联自调整特性:2个变压器副边绕组在占空比小于移相角时,并联工作;当占空比大于移相角时,变压器副边串联工作。采用该串并联整流结构的变流器工作范围较宽,并且降低了副边整流二极管的应力,提高了变流器的效率。交错并联的工作模式减小了输出电感电流的纹波和滤波器的体积。文中给出了电路的工作原理,电路设计步骤和参数设定,最后搭建了200~400 V输入50 V/20 A输出的电路样机,证明了理论分析的正确性。     

一次绕组串并联调整的电流源输入型组合推挽变流器

介绍了一种变压器一次绕组具有串并联结构调整功能的电流源输入型两相组合推挽变流器。该变流器适用于输入电压范围宽、输入电流纹波低的升压场合。该拓扑的变压器一次绕组可以根据占空比大小进行串联或并联结构的自动调整,从而扩展了电路的电压增益范围,适合较宽的电压工作范围;另外,两相交错并联的组合拓扑,减小了输入电流纹波和电感尺寸,并解决了两相均流的问题。最后给出了电路的工作原理分析和电路设计步骤,并搭建了20~75V输入、200V/2.5A输出的电路样机,验证了理论分析的正确性。     

一种交错并联控制的宽范围输入直流变换器

提出了一种新型交错并联控制策略,以根据电压输入的大小改变直流变换器在稳态时的工作方式,降低输出整流二极管的最大耐压。将其应用在宽范围输入场合,可减小变换器的传导损耗。为了验证这种控制策略的优点,还提出了一种双半桥并联结构的变换器,并采用了新的整流结构。该变换器的主要特点是减小了单个变压器的体积;减小了输出整流二极管的最大耐压;减少了传导损耗。这些优点都来自于采用了新型交错并联控制后,两路变压器次级电压输出之间产生的移相角。最后由实验模型(100kHz/500W)证明了理论分析的正确性。     

一种新型交错并联ZVS电流型推挽变换器

电流型推挽变换器适用于低压输入高压输出场合,但传统拓扑结构功率管工作在硬开关状态,开关损耗大、电压应力高,所需变压器匝比大。文中提出了一种新型的交错并联零电压开关(ZVS)电流型推挽变换器。所提出结构在传统拓扑基础上只需增加一个简单的箝位支路即可实现所有功率管的ZVS开通,箝位电路可有效吸收变压器漏感能量,输入并联输出串联结构可以减小原边功率管的电流应力、副边二极管的电压应力、滤波器的大小及变压器匝比。文中详细讨论了所提出变换器的工作原理、关键设计,搭建了一台800 W原理样机验证了所提拓扑的有效性。     

一种新型的并-串型双管正激组合变换器

传统交错并联双管正激组合变换器应用于高电压输出场合时存在变换器次级电压偏高、高频整流二级管电压应力大的问题。通过要用多个高频二级管串联以解决耐压问题，但均压设计较困难。提出了一种新型的燕－串型双管正激组合变换器，将器件的串联变为电路的串联，能够实现高频二级管的动态均压，适合高输出电压、大功率的应用场合。     

一种开关频率固定的输出可调型有源钳位正激双向谐振变换器

提出一种开关频率固定的输出可调型有源钳位正激双向谐振变换器。不同于传统有源钳位技术,该变换器中的单个有源钳位电路为两个变压器去磁,以简化电路结构,并提供谐振回路实现能量反向传递。同时,输入串联输出并联结构可分担输入电压,减轻单个器件电压应力。采用交错并联PWM的控制策略,以减小输入电流纹波。该变换器开关频率固定,可避免传统调频方式中存在的磁性元件、同步整流驱动设计困难等问题,且具有一定的输出电压调节能力。此外,利用谐振原理,该变换器可实现开关管的零电压开通以及二极管的零电流开关,提升变换效率。详细分析开关频率固定的输出可调型有源钳位正激双向谐振变换器的工作原理以及稳态特性,最后搭建了一台43~53V输入、24V/1.8A输出的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

软开关谐振复位双管正激DC/DC变流器

提出了一种新颖的双管正激DC/DC变流器,利用谐振复位使变流器工作在0.5以上的占空比,利用变压器二次侧串联饱和电感的方法使变流器所有开关管实现软开关,适于宽范围输入、高效率要求的应用场合.分析了变流器的工作原理,对变流器的特性进行了详细的分析.最后以一台250～400V直流输入,54V/5A输出的样机验证了该变流器的可行性.     

光伏发电用高增益DC/DC变换器的设计

提出了一种光伏发电用新型高增益DC/DC变换器,将三相变压器的概念应用于该变换器中,通过变压器不同的组合变换,得到最优的高电压增益联接方式。该变换器由三相桥式逆变电路、3个高频变压器和三相桥式整流电路组成,其中变压器一次侧三角型联接,二次侧星型联接。同时,一次侧桥式电路与二次侧三相整流二极管可实现三相交错并联的效果,减小输入电流及输出电流纹波,并使功率器件热分布均衡,提高变换器的可靠性。     

输入并联输出串联变换器系统的控制策略

将多个直流变换器模块在输入侧并联和输出侧串联,得到输入并联输出串联直流变换器,它可以降低开关管的电流应力和输出整流二极管的电压应力,适用于高输出电压、大功率的场合.为了保证该变换器的可靠工作,必须确保各模块的输出电压均衡.本文从能量守恒的角度出发,揭示了该变换器中各模块的输出均压和输入均流之间的关系,指出可以直接控制各模块的输出电压以使它们均衡,也可以采用输入均流控制来实现输出均压.提出一种新的输出均压的控制方法,它对系统输出电压控制闭环没有影响.同时采用交错控制,可以有效减小输入滤波电容和输出电容.论文最后给出了仿真和实验结果,验证了该方法的有效性.     

带交错并联APFC的恒流稳压开关电源的设计

分析和设计了一种单相交流电压输入、输出电压范围0～55V、输出电流范围0～100A和含输人功率因数校正的恒流稳压电源.其前级采用交错并联的功率因数校正技术,后级采用全桥逆变、降压变压器和全桥整流技术,并在高频开关变压器的原级采用准谐振软开关技术.理论分析和仿真表明,系统具有良好的稳定性和可靠性.实验结果表明,该恒流稳压...     

Boost型AC-AC直接变换器

介绍了一种新颖的Boost型AC-AC直接变换器.该AC-AC直接变换器通过将Boost DC-DC变换器的开关管双向化得到,可实现单级升压AC-AC直接变换和能量双向流动.给出了其工作模态和工作原理的详细分析.传统交流斩波器大多采用等占空比方式的有效值调节,不能对输入畸变进行有效抑制.讨论Boost型AC-AC直接变换器的双环控制策略,可对输出波形进行动态调整.仿真验证了以上分析的正确性.     

Implementation of an interleaved pulse‐width modulation converter for renewable energy conversion

This paper presents an interleaved soft switching converter to achieve the features of zero voltage switching (ZVS) turn‐on for power switches, zero current switching turn‐off for rectifier diodes at full load, less transformer secondary winding with full‐wave diode rectifier topology, and balance primary currents with series connection of the transformer secondary windings. Two circuit modules are adopted in the proposed circuit, and they are operated with an interleaved pulse‐width modulation. Thus, ripple currents at the input and output sides are reduced. In each module, two ZVS converters using the same switches are operated with interleaved half switching cycle. The secondary windings of transformers are connected in series in order to ensure that the primary side currents are balanced. The full‐wave diode rectifier topology is used on the output side such that the voltage stress of rectifier diodes equals output voltage, rather than being two times the output voltage as in a conventional center‐tapped rectifier topology. Laboratory experiments with a 1000‐W prototype are provided to describe the effectiveness of the proposed converter. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

改进型倍流整流式ZVS三电平DC—DC变换器

针对基本ZVS三电平变换器的缺点,论文提出了一种改进型倍流整流式零电压开关三电平变换器。该变换器在基本ZVS三电平变换器拓扑的变压器原边加入了辅助网络,利用辅助谐振网络实现滞后臂的零电压开关,副边采用倍流整流电路。使整流二极管自然换流,解决了变压器副边电压过冲和占空比丢失的问题。与基本ZVS三电平变换器相比．该变换器具...     

基于次级调压的有源箝位正激变换器的研究

根据有源箝位正激变换器的工作原理和实现软开关的条件,研究了一种基于次级调压的有源箝位正激变换器。该拓扑电路初级处于固定占空比的开环工作状态,通过变压器次级的磁放大电路进行稳压。该技术解决了传统有源箝位变换器主开关管难以实现软开关的问题。此处详细分析了新型变换电路的工作过程,设计了一款25 W的电源样机。实验结果验证了该理论分析的正确性和拓扑电路的高效性,在整个负载范围内完全实现了主开关管和箝位开关管的软开关功能,且软开关实现的条件不依赖于变压器参数。     

基于谐波磁势平衡的12脉波整流器一体化滤波方法

提出了一种基于谐波磁势平衡的12脉波整流器一体化滤波方法,对该一体化滤波器的拓扑结构、数学模型、滤波原理进行了详细阐述。该方法将一个背靠背变流装置接入12脉波整流器变压器二次侧的星形与三角形绕组抽头中,通过背靠背变流装置向各绕组抽头中注入指定次谐波电流,并利用该注入谐波电流与12脉波整流器负荷侧所产生谐波电流的磁势平衡,以达到消除12脉波整流器网侧指定次谐波电流的功能,在控制算法上引入比例-积分(PI)+比例-谐振(PR)控制器以实现对指定次谐波分量的无误差跟踪。该方法能有效提高滤波变流装置的电压、电流适应性,从而节省电压匹配变压器的成本,并能充分发挥滤波变流装置的容量潜能。最后,通过仿真和实验验证了所提滤波方法的正确性。     

双Buck/Boost集成双有源桥三端口DC-DC变换器

在传统的双有源桥变换器的基础上集成两个双向Buck/Boost电路,提出了一种双Buck/Boost集成双有源桥三端口DC-DC变换器,该变换器实现了桥臂开关管的复用,提高了功率密度。以光伏-蓄电池混合发电系统为例对该变换器拓扑进行分析,采用移相+PWM进行控制,通过控制移相角实现输入与输出端口间功率传输,通过调节占空比来匹配输入端口电压等级,以实现光伏端口的最大功率点跟踪和平衡蓄电池端口的能量传递。分析了该变换器的工作原理、稳态与软开关特性,该变换器较大程度地改善了传统移相控制下DAB在移相角较小时的软开关条件,使得在宽工作范围内能够实现所有功率开关管的软开关。最后建立300W实验样机进行方案验证。     

一种新颖的软开关双向DC／DC变换器分析与设计

提出了一种双向DC/DC变换器,低压侧采用电流型半桥拓扑,高压侧采用电压型半桥拓扑。并采用了一种新的相移控制方式,即通过控制占空比来改变移相角从而控制电流和功率。所提拓扑解决了电流型拓扑固有的启动问题和电压尖峰问题,低压侧实现了ZCS,高压侧实现了ZVS。详细分析了变换器正、反向换流和实现软开关的工作原理,最后通过模型仿真、样机实验验证了理论分析的正确性。     

一种新型的双输入双向DC-DC变换器

针对单输入半桥型双向DC-DC变换器回流功率较大的问题,提出一种新型的双输入双向DC-DC变换器。该双向变换器利用开关网络构造出双输入结构,通过控制输入侧开关管不同导通状态,能在变换器原边生成占空比可调的三电平方波电压,从而实现双重移相的控制效果,使得回流功率减小,电流应力降低。详细地介绍和分析了变换器的工作原理、开关模态以及功率传输情况,建立了变换器传输功率和回流功率的数学模型,通过对比不同电压调节比下双输入和单输入变换器的回流功率可知,该双输入变换器能有效减小回流功率,提升变换器性能。同时通过对传输功率的分析推导发现,该变换器在开关管电压应力相同的情况下能扩大其功率传输的范围。最后,通过一个200 W的样机验证了所提拓扑的合理性。     

Buck变换器拓扑指数改进算法及脆弱性分析

基于拓扑指数的概念,考虑到Buck变换器在连续工作模式（CCM）下的开关状态和占空比,提出并计算了Buck变换器的广义拓扑指数,通过对Buck变换器拓扑指数的改进计算,量化了电路拓扑的不同支路以及变换器占空比对变换器脆弱性的影响,进而将脆弱性分析拓展到电力电子电路拓扑的结构性故障的研究。利用Matlab软件仿真分析,此方法的计算结果与仿真结果相符,从而验证了此方法的有效性。     

一族正反激组合式双向DC-DC变换器

提出了一族正反激双向DC-DC变换器。它采用正激和反激组合的形式，在变换器的一侧绕组串联，另一侧并联。这种结构的双向变换拓扑解决了电流型一电压型组合式拓扑的开关管电压尖峰问题和启动问题。正激和反激组合式的拓扑，减小了反激变压器传递的功率，而使一部分功率以正激形式传递，为其在较大功率场合的应用提供了拓扑基础。文章以有源箝位正反激双向变换器为例，详细分析了其工作原理，着重分析了开关时序问题和软开关实现问题，并推导了其稳态工作基本关系。通过构建试验样机平台，证明正反激双向DC-DC变换器理论分析的正确性。最后，给出了一族基于正反激原理的双向DC—DC变换器。