一种高电压增益组合式变换器研究

针对航空电源高可靠性和高功率密度的要求，本文提出了一种新颖组合变换器。该组合变换器以双管正激变换器为基本构成单元，具有输入端电流自然均流、高频变压器原边无桥臂直通现象、输入输出电压增益高、高频变压器副边输出续流二极管电压应力低、以及输入和输出滤波器体积小等优点。本文对新颖组合变换器进行分析和仿真，表明该变换器适合应用于输入中高电压、输出高电压和大电流场合；最后成功应用于某型号航空电源，各项技术指标均达到设计要求。     

采用耦合电感的并-并型双管正激组合变换器

交错并联双管正激组合变换器既保留了单个双管正激变换器开关电压应力低和可靠性高的优点，又可提高变换器的等效频率，减小输出电流脉动。在组合变换器中引入耦合电感，利用其耦合两电感之间的电流转移，使组合变换器工作在单个电感电流断续而总的输出电流连续的模式下，彻底地解决了副边续流二极管的反向恢复问题，又能使开关管工作于零电流开通状态。     

一种输入端自然均流/高电压增益组合式变换器研究

针对航空电源高可靠性和高功率密度的要求,本文提出了一种新颖组合变换器.该组合变换器以双管正激变换器为基本构成单元,具有输入端自然均流、高频变压器一次侧无桥臂直通现象、输入输出电压增益高、高频变压器二次侧输出续流二极管电压应力低、以及控制上保证输入端交错并联而输入和输出滤波器体积小等优点.本文对新颖组合变换器进行分析和仿真,表明该变换器适合应用于输入中高电压、输出高电压和大电流场合;最后成功应用于某型号航空电源,各项技术指标均达到设计要求.     

新型ZVS交错并联双管正激组合变换器的研究

提出了一种新型零电压开关交错并联双管正激组合变换器。该变换器由两路双管正激变换器交错并联构成，共用一个高频变压器，提高了磁芯利用率。同时，该变换器保留了双管正激变换器开关电压应力低、可靠性高的优点。采用有限双极性控制，利用变换器副边谐振电感的能量来实现开关管的零电压开关。本文详细分析了该变换器的工作原理，并且给出了实验结果。     

采用耦合电感的并-并型双管正激组合变换器

双管正激变换器的开关电压应力低,且具有内在抗桥臂直通的能力,可靠性高,因而得到了广泛应用。交错并联双管正激组合变换器既保留了单个双管正激变换器的上述优点,又能提高变换器的等效频率,减小输出电流脉动,增加变换器容量,因而已成为研究热点。本文采用并- 并型交错并联方式,在组合变换器中引入耦合电感,利用两个耦合电感之间的电流转移改善了它的工作环境。文中详细介绍了该组合变换器的工作原理和工作过程,并对其进行了仿真研究,最后设计出一台样机进行了实验验证。实验结果表明,由于利用了两耦合电感之间的电流转移,使得变换器能工作在单个电感电流断续而总输出电流连续的模式下,因而能自然均流,既消除了次级续流二极管的反向恢复,又能使开关管工作在零电流开通状态。     

双管正激并、串联组合变换器研究与应用

提出了一种由双管正激变换器作为基本单元组合成的新型变换器，该新型组合变换器保留了双管正激变换器可靠性高、开关管电压应力低的优点，同时克服了其次级二极管电压应力高、有效占空比小、输出电压和电流脉动大等缺点，比较适合于中、高输入电压，且要求输出高压、大电流应用场合。对该新颖电路拓扑进行了理论分析和仿真分析，最后采用该组合变换器拓扑研制了应用于某型飞机的逆变器前级DC／DC变换器。     

6.5kW多路组合双管正激变换器的仿真和研制

在输出高压场合,由于次级二极管承受电压应力大,一般将多个单路双管正激组合使用.研究了一种初级并联,次级串联的组合变换器,解决了次级二极管电压应力大的问题,同时降低了续流二极管反向恢复损耗.在理论分析和仿真分析的基础上,研制出一台6.5 kW的组合式双管正激变换器.     

一种输入低压大电流/输出高电压高频组合式直流变换器

针对飞机航空电源高可靠性和高功率密度的要求,提出并采用了一种输入低压大电流/输出高电压的组合式变换器.该组合式变换器以双管正激变换器为基本构成单元,输入端同时采用电路模块并联和功率开关管并联方式来提高输入导电电流能力,输出端采用电路串联的方式来提高输出电压能力.由于采用交错并联(interleaving)控制技术、以及利用功率MOSFET导通电阻的正温度系数特性,组合式变换器除具有双管正激变换器的内部桥臂抗直通能力强的优点外,还具有所有功率开关管自然均流、输入输出电压增益高、输出端二极管电压应力低、以及输入和输出滤波器体积小重量轻等特点.本文对该组合式变换器拓扑进行了详细的分析和仿真,并应用于某型号航空电源.     

并-串组合型双管正激变换器的研究

通过并鄄并和并鄄串两种组合方式的比较,提出了一种新型并鄄串组合双管正激变换器,该组合变换器可以大幅度减少次级整流二极管的电压应力,同时改善次级续流二极管的反向恢复问题。通过交错控制和提高开关频率,大大减小了变换器的体积和重量。研制成功6kW并鄄串组合型双管正激变换器原理样机。     

一种耦合电感双倍压单元高增益Boost变换器

为了进一步优化耦合电感型高增益Boost变换器性能,提升电压增益,将两组倍压单元与耦合电感原边和副边结合,文章提出一种耦合电感双倍压单元高增益Boost变换器。耦合电感原边与二极管-电容组成的倍压单元,消除了漏感影响,抑制了电压尖峰;耦合电感副边组成桥式倍压单元,副边电流双向交替,两个电容分别储能后一起放电,提高了电压增益,缓解了二极管反向恢复的问题;文章主要从变换器的工作原理及稳态性能两个方面进行了分析,并通过实验平台制作了一台100W的模型验证,理论与实验结果相一致。     

高压输入串联型双管正激软开关变换器的研究

给出了适用于高压输入的串联型双管正激软开关电路的拓扑结构，分析了软开关过程的各个模态，并在此基础上进行了实验，得到了较为满意的实验结果。     

一种具有输入端电容均压的串-并型双管正激组合变换器研究

针对该双管正激组合变换器电感电流连续模式工作时，由于参数不对称导致输入端电容不能均压，须采用专门电压控制闭环来保证输入端电容均压，因而增加系统的控制复杂程度和降低了系统的可靠性。该文在分析工作原理基础上，揭示了组合变换器在电感电流断续模式工作时输入端电容自然均压的机理，使得功率开关管只承受一半的输入电压，并得到实验验证，从而简化系统控制、提高了系统可靠性。     

一种高增益交错耦合电感DC/DC变换器

提出了一种高增益交错耦合电感DC-DC变换器,采用二极管、电容和电感构建无源吸收网络,回收再利用漏感能量,开关管的开关电压尖峰得到抑制,进而减小了开关管的电压应力;选用导通阻抗低的MOSFET,降低开关损耗,改善变换器效率。将2个电容和2个耦合电感副边相结合,1个导通周期内,当电容并联导通时,储存在耦合电感中的能量给电容充电;当电容串联导通时,将能量释放给输出端,从而获得高增益。此外,二极管的反向恢复问题得到有效抑制;交错并联控制抑制了输入电流纹波,变换器性能得到改善。对电路的操作原理和模态变化作了详细分析,最后搭建了1台300 W、20 V/240 V的实验样机,验证了理论分析的正确性。     

1KW磁集成双管正激变换器的研究

为了减小传统的双管正激变换器中输出的电流脉动，本文将磁集成技术应用于该变换器，将电感和变压器进行集成。通过合理的设计磁件的磁阻，不仅可以减小磁件的体积和重量，还可以减小输出电流的脉动。文中详细分析了集成后变换器的工作原理，给出了设计依据，并以270V输入、28.5V/1KW输出的直流电源为例进行了初步的实验验证     

加双CDD无源无损缓冲电路的推挽正激变换器

给出一种可用于燃料电池发电系统的前级DC／DC变换器方案——推挽正激变换器。针对其次级整流二极管反向恢复引起的电压尖峰，引入了一种双CDD（一个电容两个二极管）无源无损缓冲电路，详细分析了引入该电路后推挽正激变换器工作模态．并给出了缓冲电容的选取原则和输出滤波耦合电感的设计，最后通过仿真和一台1kW实验样机验证了理论分析的正确性。     

推挽正激移相式双向DC-DC变换器

移相式双向DC-DC变换器(Bi-directional DC-DC Converter,BDC)是BDC的基本拓扑之一.文章研究了移相式BDC的调压工作原理和输入输出电压变比、移相角对其环流能量的影响,并进行了仿真验证,指出移相式BDC方案不适于宽调压范围应用.结合移相式BDC的工作原理,把推挽正激电路应用在移相式BDC场合,并进行了试验验证.     

耦合电感二次型高增益Boost变换器

为解决二次型Boost变换器功率器件电压应力大以及耦合电感Boost变换器开关管电压尖峰高的问题,结合二次型Boost变换器和耦合电感Boost变换器的特点,提出一种耦合电感二次型高增益Boost变换器。该变换器能够吸收漏感能量,抑制开关管两端的电压尖峰,且能将漏感能量向负载传递,提高了变换器的工作效率;通过引入桥式倍压单元,在提高变换器电压增益的同时,可将耦合电感副边线圈两端的交流电压整流为直流电压,降低了输出二极管的电压应力;通过合理设计耦合电感的耦合系数,可实现功率开关管的零电流开关以及输出二极管的零电流关断,提高了变换器的工作效率;该电路拓扑中所有功率器件的电压应力均低于输出电压,可选取低耐压、低寄生参数的功率器件,降低了变换器的成本。最后搭建了额定功率100 W的实验样机,实测额定功率下变换器的效率达到92%,实验结果验证了理论分析的正确性。     

Hybrid DC–DC converter with high efficiency,wide ZVS range,and less output inductance

In this paper, a new soft switching direct current (DC)–DC converter with low circulating current, wide zero voltage switching range, and reduced output inductor is presented for electric vehicle or plug‐in hybrid electric vehicle battery charger application. The proposed high‐frequency link DC–DC converter includes two resonant circuits and one full‐bridge phase‐shift pulse‐width modulation circuit with shared power switches in leading and lagging legs. Series resonant converters are operated at fixed switching frequency to extend the zero voltage switching range of power switches. Passive snubber circuit using one clamp capacitor and two rectifier diodes at the secondary side is adopted to reduce the primary current of full‐bridge converter to zero during the freewheeling interval. Hence, the circulating current on the primary side is eliminated in the proposed converter. In the same time, the voltage across the output inductor is also decreased so that the output inductance can be reduced compared with the output inductance in conventional full‐bridge converter. Finally, experiments are presented for a 1.33‐kW prototype circuit converting 380 V input to an output voltage of 300–420 V/3.5 A for battery charger applications. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种多模式变频宽输出LLC变换器

针对新能源领域对开关变换器具有宽电压增益范围的要求,提出一种多模式变频宽输出LLC变换器。该变换器原边为全桥结构,副边整流器为两级倍压结构,通过控制副边开关管的导通与截止,具有3种不同的电路模式,其增益比为1∶2∶4。各种模式对应不同的输出电压等级,采用变频控制方式,变换器可以实现50~430 V的宽输出电压范围。多种模式切换,使得变换器具有较窄的开关频率范围(65~100 k Hz)。通过合理的参数设计,变换器可以实现原边开关管零电压开通(ZVS)和副边二极管零电流关断(ZCS)。新的电路拓扑结构降低了副边二极管和副边电容的电压应力,仅为输出电压的一半。在理论和仿真分析基础上,制作了1.3 kW的实验样机。实验结果表明,该变换器可以在保证效率的同时实现宽输出电压范围,适合应用于宽输出场合。