反激式变换器中RCD箝位电路的设计

在反激式变换器中,箝位电路采用RCD形式具有结构简单,成本低廉等优点。详细论述了采用RCD箝位的反激式变换器电路的设计方法。     

一种反激式变换器的有源箝位方式

分析了反激式变换器中变压器漏感对开关管漏-源极峰值电压的影响,利用参数的寄生振荡电路限制幅值、RCD箝位限制幅值的作用及存在的问题,提出将有源箝位技术应用于反激式变换器,分析了单管正激式变换器的有源箝位与反激式变换器有源箝位的作用不同之处。最后利用辅助DC／DC变换器作为有源箝位电路,并对反激式变换器在没有有源箝位的寄生振荡限幅形式和应用辅助DC／DC变换器的有源箝位形式进行对比试验,实验结果表明了有源箝位的有效性。     

一种新颖的宽范围双管正激型DC/DC变换器

该文提出了一种RCD复位双管正激型DC／DC变换器。它继承了RCD复位单管正激变换器占空比可以大于50％的优点,克服了RCD复位单管正激变换器开关电压应力大和励磁能量完全消耗在R上而使得变换效率低的缺点。所推荐的RCD复位双管正激型DC／DC变换器的复位电容只起到补偿复位的作用,复位电阻R上消耗的能量只是原来RCD复位单管正激变换器的几分之一。因此该变换器可以应用于高压输入场合或是宽范围、高效率要求的场合,可提高RCD复位方式的可行性和实用性。最后通过实验证实了该拓扑上述的优点。     

一种双管正激变换器的初级箝位电路

介绍了一种双管正激变换器的初级箝位电路。该电路可以减少次级续流二极管的电压尖峰，并实现开关的ZCS开通和ZVS关断。采用该技术研制成功了3kW并-串型双管正激组合变换器。     

软开关隔离型Boost变换器研究

隔离型Boost变换器具有变压器结构简单、输入电流纹波小、效率高等优点,适合于低压大电流输入应用,但该变换器存在着开关管关断电压尖峰很大、两开关管不能同时关断以及启动冲击电流很大等问题.采用附加RCD吸收电路可以减轻上述问题的影响,但不利于变换器整机效率的提高.提出了一种软开关的隔离型Boost变换器,利用LCD电路实现功率管的软关断,并将储能电感设计为反激变压器型式以限制启动冲击电流.分析了电路的工作原理,给出了电路的参数设计原则.28V输入、48V输出、300W实验样机效率达到了92.4%.     

一种双管正激变换器的LCD箝位电路

介绍了一种双管正激变换器的LCD箝位电路,该电路实现了初级开关的零电压关断。给出了关键技术参数的设计方法,并采用该技术研制成功了3kW并鄄串型双管正激组合变换器。     

一种新型正-反激变换器的研究

在传统对称式电阻、电容、二极管RCD(resistance capacitance diode)箝位正激变换器基础上,通过引入中间电容和用开关管代替副边的一个二极管,提出了一种具有正反激功能的新型变换器。该变换器在继承传统对称式RCD箝位正-反激变换器的高效率、占空比可大于0.5和低开关管电压应力优点的同时,进一步拓宽输入电压变化范围和提高输出电压增益。首先分析了变换器工作于激磁电流连续导电模式MCCM(magnetizing current continuous mode)的工作过程,详细分析了MCCM和激磁电流断续导电模式MDCM(magnetizing current discontinuous mode)2种模式下的宽范围和增益特性以及原/副边开关管实现零电压转换ZVS(zero voltage switch)的条件;然后确立了在一定漏电感功率下箝位电阻值与箝位电容电压之间的函数关系曲线,并以此作为选取箝位电阻参考。最后,通过一台实验样机验证了理论分析的正确性。     

2kW新型推挽正激直流变换器的研制

介绍了一种新型推挽正激电路的工作原理，对环流过程进行了透彻分析，分析了箝位电容和变压器原边漏感对电路工作的影响。通过仿真和实验对所述理论分析进行了验证。基于此研制出输入电压Dc24～32v，输出电压DC 120V的2kw直流变换器样机，典型效率为93．2％，表明该电路具有可靠、效率高的特点，适合于低压大电流输入中大功率应用场合。     

恒压复位双管正激DC-DC变换器

介绍了一种新型的恒压复位双管正激DC-DC变换器。通过外加恒压复位电路，双管正激DC-DC变换器能扩展工作占空比。恒压复位电路由一个开关与二极管并联后与一个复位电容串联组成，并联在直流母线上。在正常工作时，恒压复位电路的开关一直导通， 复位电容直接并联在直流母线上。 当输入掉电时，恒压复位电路的开关关断，复位电容从直流母线断开。这样， 该变换器就有比较恒定的复位电压，可以增大变压器匝数比设计。 与通常的双管正激变换器相比，该变换器的元件应力较低，效率更高。最后，给出了 80V 输入 12V/18A输出的 实验结果。     

一种适用于高压输入的零电压开关双管推挽直流变压器

提出了一种适用于高压输入的零电压开关双管推挽直流变压器。该拓扑用两只开关管串联代替传统推挽电路中的单只开关管，并引入了2只箝位二极管，将开关管的电压应力箝位在输入电压，利用变压器漏感和开关管的结电容实现了开关管的零电压开关。同时副边采用带箝位电容的全波整流电路，消除了采用传统全波整流时副边整流管反向恢复引起的电压尖峰和电压振荡，有效地降低了电磁干扰。该文详细分析了变换器的工作原理，讨论了变换器的输出特性、零电压开通条件和箝位电容的选取，最后在一台2kW的原理样机上进行验证，满载时效率高达95.8%。     

Two‐switch flyback PWM DC‐DC converter in continuous‐conduction mode

The two‐switch flyback DC‐DC converter is an extended version of the conventional single‐switch flyback converter. An additional switch and two clamping diodes serve as a simple, but an effective way to limit the switch overvoltages, which occur in the conventional single‐switch flyback converter due to the ringing of the resonant circuit formed by the transformer leakage inductance and the transistor output capacitance. The clamping diodes in the two‐switch flyback topology clamp the maximum voltage across each switch equal to the DC input voltage. This paper presents a detailed steady‐state analysis and design procedure of the diode‐clamped two‐switch flyback converter operated in continuous‐conduction mode (CCM). The power loss in each component of the two‐switch flyback converter is compared with those of the single‐switch flyback converters with and without RCD clamp, and is presented in a tabular form. The two‐switch flyback converter was bread‐boarded to validate the theoretical analysis. Experimental results from a 10 V/30 W, 100 kHz laboratory prototype verified that the maximum switch voltage is limited to the DC input voltage. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

Two‐switch flyback PWM DC–DC converter in discontinuous‐conduction mode

The two‐switch flyback DC–DC converter is an extended version of the conventional single‐switch flyback converter. An additional switch and two clamping diodes serve as a simple, but an effective way to limit the switch overvoltages, which occur in the conventional single‐switch flyback converter due to the ringing of the resonant circuit formed by the transformer leakage inductance and the transistor output capacitance. The clamping diodes in the two‐switch flyback topology clamp the maximum voltage across each switch equal to the DC input voltage. This paper presents a detailed analysis and design procedure of the diode‐clamped two‐switch flyback converter operated in discontinuous‐conduction mode (DCM). A comparison of power losses of the two‐switch and the single‐switch flyback converters is given. The two‐switch flyback converter was bread‐boarded to validate the theoretical analysis. Experimental results from a 20‐V/30‐W, 100‐kHz laboratory prototype verified that the maximum switch voltage is limited to the DC input voltage. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种新颖的三电平软开关谐振型DC/DC变换器

该文提出一种新颖的三电平LLC串联电流谐振型DC/DC变换器。每个主开关电压应力是输入电压的一半，并且全范围实现ZVS而不用附加任何电路。整流二极管工作在ZCS状态。该变换器通过二次谐振的手段使得以较小的频率变化范围就可以实现较大的输入输出调节范围。整个变换器只需一颗磁元件。该变换器在高压端输入时效率较高，应用在要求有保持时间的电源产品上特别有利。文中通过一个500V～700V输入，54V／10A输出的样机验证了它的工作原理和特点。该样机在额定条件下效率达到94．7％。     

一种高效率混合型全桥DC/DC转换器的设计

为了降低损耗,提高DC/DC转换器的效率以及工作范围,提出了一种高效率的混合型全桥DC/DC转换器。其由移相全桥串联谐振转换器和带有倍压电路的有源钳位升压转换器组合而成,并使用电路结构简单的混合控制方案。在正常输入范围内,所提出的转换器作为相移全桥串联谐振转换器工作,通过在所有开关和整流二极管上应用软开关,并降低传导损耗,从而提高转换效率。当输入低于正常输入范围时,转换器作为有源钳位升压转换器工作,增强了工作范围。由于混合操作,所提出的转换器在正常输入范围下以比常规转换器更大的相移值进行工作。因此,所提出的转换器能够在较宽的工作范围内提供高功率转换效率。最后建立了一个1 k W的原理样机,来验证所提出转换器的有效性。     

并联H桥DC/DC变换器软开关技术研究

与传统的Buck电路相比,基于H桥并联的DC/DC变换器可以实现电压的双极性输出和故障时的冗余控制,非常适合用于大功率电动机正反转控制的场合。分析了并联H桥型DC/DC变换器的结构组成和双脉宽调制(PWM)模式。为了降低双脉宽调制下H桥型DC/DC变换器的开通和关断损耗,对无源软开关技术进行了分析,重点探讨了RCD缓冲电路和最小应力缓冲电路之间的性能差异,指出最小应力软开关技术可以获得更好的软开关性能,并就将其用于双脉宽调制下的并联H桥DC/DC变换器进行了仿真研究。仿真结果表明:最小应力软开关技术用于双脉宽调制下并联H桥DC/DC变换器时,可以实现开关管的零电压开通和零电流关断。     

A New High Step-Up DC/DC Converter Structure by Using Coupled Inductor with Reduced Switch-Voltage Stress

In this paper, a new high step-up DC/DC converter for renewable energy systems is proposed, which provides high voltage gain by using a coupled inductor without having to have high-duty cycle and high-turn ratio. Moreover, the voltage gain increased by using capacitors charging techniques. In the proposed converter, the energy of leakage inductors of the coupled inductor is recycled to the load. This feature not only reduces stress on main switch but also increases the converter efficiency. Also, due to the configuration of the proposed structure, the voltage stress on the main switch is significantly reduced. Since the stress is low in this topology, low voltage switch with small ON-state resistance value can be used to reduce the conduction losses. As a result, losses decrease and the efficiency increases. Meanwhile, the main switch is placed in series with the source and it can control the flow of energy from source to load. The operating principles and steady-state analysis of the proposed converter are discussed in details. Finally, the prototype circuit with 12 V input voltage, 300 V output voltage, and 60 W output power is operated to verify its performance.     

一种电源-电容串联型直流变换器

提出了一种电源-电容串联型直流变换器,这种拓扑结构可以同时为两路直流电源升压,并且有效降低了半导体器件的电压与电流应力。与双路Boost型直流变换器相比,该电源-电容串联型直流变换器在不增加功率器件数量的前提下,显著降低了半导体器件的电压与电流应力,适用于分布式光伏并网逆变器的直流变换级。主要涉及该直流变换器的运行方式、电压与电流应力分析、效率对比,并通过实验验证了该直流变换器的可行性。     

基于神经网络拟合显式MPC的高增益直流变换器

针对燃料电池、风力发电等新型能源系统输出电压较低的问题,提出一种具有拟合显式模型预测控制(model predictive control, MPC)的高增益、高效率直流变换器。该变换器具有非隔离型三绕组耦合电感基本单元结构,通过改变匝数比,在合适占空比下实现高增益,同时也降低了开关器件应力。此外,所提变换器采用无源钳位电路,回收漏感能量,抑制了开关管的电压尖峰。为了提高所提变换器的动态性能及抗扰能力,利用神经网络离线拟合显式MPC控制规律的策略,提高了输出电压跟踪精度,减小了输入电压变化和负载变化带来的扰动,具有良好的动态响应。最后在理论分析的基础上,制作出了一台输入10~12 V、输出100 V/100 W的实验样机,实验结果验证了所提变换器的有效性。     

双耦合绕组反激式单级PFC变换器

提出了一种新颖的反激式单级PFC变换器拓扑.该拓扑由Boost功率因数校正(PFC)电路和具有双耦合绕组的反激变换电路组合而成,中间储能环节由两个电容构成,除了存储Boost电感能量和作为反激变换器电源之外,还分别用于吸收变压器两个初级绕组的漏感能量,因此能有效抑制功率器件的电压应力.详细分析了该变换器的工作原理和稳态特性;讨论了Boost电感和反激变压器的参数设计.实验结果表明,该变换器具有功率因数高,功率开关电压应力低,中间储能电容电压波动小等特点.