一种新型零电流零电压开关功率因数校正全桥变换器

介绍一种单级式零电流和零电压开关功率因数校正全桥变换器，利用变压器的漏感和输出电容的储能，在很宽的负载范围内实现了超前管的零电流开关；而通过移相控制方式，利用开关管的结电容则实现了滞后管的零电压开关。由于软开关的实现不需要任何其它的辅助元件，所以与通常的零电流开关PWM Boost全桥变换器相比，该变换器结构简单，容易实现。通过对电路的运行机理和工作模态的分析，可以看出该变换器能同时实现功率因数校正、AC／DC转换、输出电压调节和电气隔离，实验结果证明了该变换器的优越性。     

单级桥式有源功率因数校正变换器拓扑研究

单级桥式有源功率因数校正(PFC)变换器具有应用于中大功率领域的良好前景.在分析几种单级桥式有源PFC变换器的基础上,介绍了一种结构简单的单级桥式PFC变换器.该变换器能在实现功率因数校正、AC/DC转换、输出电压调节和电气隔离的同时,实现功率开关的零电流开关或零电压开关;由于采用了恒频PWM控制策略,使得对滤波环节和磁性器件的设计变得容易了.与普通单相Boost PFC电路相比,该变换器的控制电路只需增加一级移相环节就能很容易地实现控制.     

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.     

基于扩展移相的隔离型AC-DC变换器零矢量PWM调制策略EI北大核心CSCD

传统隔离型双向AC-DC变换器多为两级式结构,变换器效率低、控制系统复杂,现有的单级式解决方案通常依赖大量实时计算,难以兼具低电流应力、宽软开关范围和高功率传输能力特性。为此,该文设计基于双有源全桥的新型单级隔离型双向AC-DC谐振变换器,提出一种含有零矢量的复合频率调制策略。从高频开关周期入手,利用数学推导,证明所提方案在实现自动功率因数校正功能的同时,可降低开关器件的开关频率,免除附加吸收电路,实现交直流全桥的软开关,且几乎无功率回流,从而有效提升变换器的功率传输能力,所提单变量调节方法简化控制系统设计。最后,搭建额定功率为450W的仿真和实验平台,证明理论分析的正确性和调制策略的可行性。     

基于ARM的移相全桥ZVZCS变换器设计

针对传统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)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,功率开关管电压应力和电流应力高等缺点,介绍了一种通过输出耦合电感实现软开关的全桥ZVZCS PWM DC/DC变换器。分析了该变换器实现软开关的原理,并采用LPC2214型ARM芯片作为控制器,设计了变换器数字控制系统。通过一台1kW,50kHz样机验证了这种软开关变换器相关理论的正确性。     

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.     

改进型ZVS PWM全桥DC-DC变换器的研究

研究一种把软开关技术和移相PWM控制技术以及双向DC DC变换器技术有机结合在一起的新型高频DC DC开关功率全桥变换器。它采用电流模式移相PWM控制,在较大的负载范围内实现了开关器件的零电压软开关(ZVS)。该电路简单高效,超前臂、滞后臂都能在很宽的范围实现软开关。介绍和分析了变换器的工作原理,最后给出了实验结果和两个主要波形,并做出了详细的说明。     

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。     

单相单级功率因数校正变换器综述

本文综述了单级功率因数校正的电路拓扑及控制方法，分析其存在的问题，给出了几种解决方案。最后提出了一种新型的单级功率因数校正电路，实现了功率开关管的软开关、具有高功率因数、低电流谐波，开关损耗小、变换效率高，并限制了电压尖峰减小EMI的特点。     

单级三相PFC+变压器串并联DC/DC变换器研究

为满足电动汽车车载充电机大功率输出需求,设计了一种单级三相功率因数校正(PFC)+变压器串并联DC/DC变换器。该变换器将三相PFC拓扑和移相全桥拓扑合二为一,采用变频控制,实现了输入PFC、桥臂开关管零电压开关(ZVS)开通和输出电压可调。变压器采用初级绕组串联、次级绕组经全桥整流加电感滤波后再并联的策略,实现了功率拓展及功率自动均衡。分析了变换器工作原理,根据实验技术指标介绍了参数设计和器件选取,分析了变压器在此结构下功率自动均衡原理。最后,设计实验样机验证了其有效性。     

三相单级全桥PFC变换器无源缓冲电路(英文)

介绍了一种新型三相单级全桥功率因数校正(PFC)变换器,该变换器能同时实现功率因数校正、输入输出侧电气隔离以及输出电压调节。详细分析了桥臂开关对臂导通期间,变压器一次侧振荡电压的产生机理及其抑制方法,并提出一种可抑制该振荡电压的无源缓冲电路。该电路由电容、电感和二极管组成,通过在变压器一次侧并联电容来达到抑制振荡电压的目的,利用电感与电容的谐振工作实现能量传递,将电容上的能量在一个开关周期内转移给负载。实验结果证明,该无源缓冲电路的采用有效地抑制了变压器一次侧以及各开关管的振荡电压。     

新型有源箝位ZVS单级PFC变换器

针对传统功率因数校正(PFC)变换器存在的开关管电压应力高、硬性开通等问题,提出一种新型单级PFC变换器,在传统Boost升压电路基础上,结合移相全桥及有源箝位技术,利用一级电路就可实现PFC以及DC/DC变换.通过在桥臂两端并联有源箝位电路并结合适当的控制策略,吸收了变压器漏感在电路换流过程中产生的电压尖峰,降低了桥...     

一种全新的临界工作模式下的单级功率因数校正电路工作特性研究

该文首先分析了单级功率因数校正(PFC)电路中普遍存在的储能电容电压过高的问题。在此基础上，该文提出了一种全新的临界工作模式下的单级功率因数校正电路，在对PFC变换器及：DC／DC变换器的临界条件进行了数学解析后，得出了电路工作状态的精确解并提出了控制储能电容电压的临界点工作方式。该电路在利用普通控制芯片实现较高功率因数的同时，有效地控制了储能电容的电压值，降低了开关应力，提高了电路的稳定性。同时文章还分析了单级：PFC电路中的电流畸变特性，得出PFC电路的功率因数表达式。最后实验验证了该文数学推导的正确性和控制策略的实用性。     

基于临界Buck-Boost的新型单级交直变换器

针对现有可高压输入单级交直变换器功率因数校正单元磁性器件数量偏多的问题,本文提出了一种基于临界Buck-Boost和LLC谐振电路的单级交直变换器,所提变换器在实现功率因数校正(PFC,power factor correction)的基础上,既保留了LLC谐振电路软开关的优良特性,又实现了开关管和Buck-Boost电感的磁集成。本文在详细分析所提变换器工作原理的基础上搭建了一台100 W的样机。其中,样机额定工作状态下功率因数(PF,power factor)值为0.974、总谐波失真(THD,total harmonic distortion)为17%、效率为90.6%,所得结果验证了所提变换器的优良特性。     

Series resonant high‐voltage DC–DC converter with reduced component count

This paper proposes a novel zero‐current‐switching series resonant high‐voltage DC–DC converter with reduced component count. The series resonant inverter in the proposed topology has two power switches (insulated‐gate bipolar transistors, IGBTs), two resonant capacitors, and only one high‐voltage transformer (HVT) with center‐tapped primary windings. The power switches are connected in the form of a half‐bridge network. The leakage inductances of the transformer's primary windings together with the resonant capacitors form two series resonant circuits. The series resonant circuits are fed alternately by operating the power switches with interleaved half switching cycle. The secondary winding of the HVT is connected to a bridge rectifier circuit to rectify the secondary voltage. The converter operates in the discontinuous conduction mode (DCM) and its output voltage is regulated by pulse frequency modulation. Therefore, all the power switches turn on and off at the zero‐current switching condition. The main features of the proposed converter are its lower core loss, lower cost, and smaller size compared to previously proposed double series resonant high voltage DC–DC converters. The experimental results of a 130‐W prototype of the proposed converter are presented. The results confirm the excellent operation and performance of the converter. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

一种用于LED路灯照明的单级交直流变换器

提出一种单级用于高亮发光二极管路灯照明系统的交直流变换器.通过共用半桥的上下桥臂,形成两路工作于断续模式的boost电路,由于两路boost电路工作在交错并联模式下,其母线电压只略高于输入,所以即使在高输入电压情况下,系统仍然具有较低电压以及电流应力.半桥负载采用LLC谐振负载,其原边开关管工作在零电压开通状态,副边整流二极管工作在零电流关断状态,减小了系统开关损耗,提高了系统效率.经仿真分析,所提交直流变换器能够实现功率因数校正的作用,并且其可工作在软开关状态下.实验中制作了一个100W样机,经测试,在40%～100%负载范围内,其功率因数大于0.96,总谐波含量小于10%,在满载时效率高达91.1%.     

一种单相降压型PFC电路及其非线性控制

以Buck为基础的单相功率因数校正(power factor correction,PFC)电路,器件电压应力小,输入、输出电流控制能力强;但输入电流存在固有死区,造成输入电流畸变。提出一种双电路模式的单相降压型PFC电路,通过加入1个辅助开关和1个二极管,在传统Buck PFC变换器的输入电流死区时间段,使电路工作于Buck-Boost模式,消除电流死区。对于Buck与Buck-Boost之间的切换控制问题,基于单周期控制,推导出一种非线性控制策略,不同工作模式具有相同的电流控制律,消除了模式切换造成的电流畸变,从而实现单位功率因数。设计了1台开关频率为50 k Hz、输出为100 V/1 A的实验样机,在175~265 V输入电压范围内,输入电流保持较低的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)。电路实现2个开关管共地,驱动电路设计简单;且不同电路模式采用相同的电流控制律,简化了控制,有利于实际的工程应用。     

A ZVS‐ZCS phase shift full bridge DC‐DC converter with secondary‐side control for battery charging applications

The output power requirement of battery charging circuits can vary in a wide range, hence making the use of conventional phase shift full bridge DC‐DC converters infeasible because of poor light load efficiency. In this paper, a new ZVS‐ZCS phase shift full bridge topology with secondary‐side active control has been presented for battery charging applications. The proposed circuit uses 2 extra switches in series with the secondary‐side rectifier diodes, operating with phase shift PWM. With the assistance of transformer's magnetizing inductance, the proposed converter maintains zero voltage switching (ZVS) of the primary‐side switches over the entire load range. The secondary‐side switches regulate the output voltage/current and perform zero current switching (ZCS) independent of the amount of load current. The proposed converter exhibits a significantly better light load efficiency as compared with the conventional phase shift full bridge DC‐DC converter. The performance of the proposed converter has been analyzed on a 1‐kW hardware prototype, and experimental results have been included.