推挽变换器在软开关与硬开关工作模式下的比较研究

对于工作在软开关和硬开关两种模式下的推挽结构的DC／DC变换器作了比较研究，分析了它们各自的优缺点，并从工程应用角度出发，研制了一台300W的DC／DC变换器。     

辅助谐振推挽式 PWM 软开关技术的研究

提出一种辅助谐振推挽式ＰＷＭ软开关拓扑电路。该电路结构简单，可靠性高。     

-带回馈变压器的新颖软开关推挽变换器

针对推挽变换器难于实现软开关的问题,提出了一种新颖的带回馈变压器的软开关辅助电路,使两个推挽功率开关管实现软开通和软关断。分析了电路的工作原理并推导出电路参数的计算公式。当回馈馈变压器的升压比和励磁电感满足设计条件时,可避免回馈变压器进入磁饱和状态。研制的实验样机投入实际应用,验证了电路和分析方法的正确性。     

一种谐振型推挽式直流变换器

通过在变压器副边串联LC谐振器件,在谐振频率高于2倍开关频率时,电路能实现功率MOSFET的零电压开通和零电流关断,以及副边续流二极管的零电流关断。描述了电路软开关实现的具体过程。针对副边LC谐振过程中特有的n周期谐振现象,探索了其形成机理,推导了n周期谐振下输出电压、负载电阻及谐振电容电压之间的解析公式关系,归纳得到了变换器输出电压与输出电阻、输出电流之间的特性曲线,进而阐述了电路的应用范围及设计特点。最后制作了一台实验室样机,样机最多可工作在4周期谐振模式下,对不同负载、不同周期谐振工作状态的电路波形进行测试,验证了电路工作原理。     

串联谐振软开关技术在ESP电源中的应用研究

本文介绍了全桥串联谐振软开关技术的工作原理,结合课题详细分析了电流断续工作方式时的四种工作模态,并进行了数学分析。利用工程算法计算了谐振电感值和谐振电容值。实验结果表明,选择合适的电感值和电容值,并且控制开并器件的关断时间可以实现零电流关断。     

辅助谐振推挽式PWM开关技术的研究

提出一种辅助谐振推免式ＰＷＭ软开关拓电路。该电路结构简单，可靠性高。     

一种新型谐振软开关多路稳压电源拓扑研究

研究设计了一种新型基于谐振软开关的多路稳压输出电源拓扑.该拓扑主电路采用半桥结构.谐振电容在变压器高压侧,谐振电感在低压侧.在不增加任何辅助开关和辅助元件的情况下,主电路开关和输出各路调节开关都工作在完全谐振状态,自然实现零电流软开关.各路输出采用单独电压闭环调节,可以实现各路独立稳压输出并且具有较高的输出精度.由于各路输m的谐振电感相互耦合,所以各路的动态调节过程不会影响主电路谐振状态和其它各路的谐振状态.通过一台6路输出总功率400 W开关电源验证了理论分析的正确性和该方案的可行性.经测试,各路输出误差均在0.5%以内,效率可达93%以上.     

一种软开关推挽变换器最优谐振电感设计方法

针对储能系统应用,基于推挽DC/DC谐振变换器,提出了一种新型谐振电感设计方法,解决了采用低压电池供电的推挽升压变换器存在输入输出增益比和效率不能兼顾的问题,提高了推挽变换器的整机效率。介绍了软开关推挽变换器基本原理,分析了变换器的正反向增益特性,计算了变换器的各部分损耗,给出了损耗与死区时间的约束曲线,寻找到了最优电感量设计值,并通过仿真数据得到了验证。最后搭建了600 W软开关推挽变换器实验样机,验证了该设计方法的有效性和实用性。     

零电压开关推挽正激直流变压器

提出了一种零电压开关推挽正激直流变压器(Zero Voltage Switching Push-pull Forward DC/DCTransformer,简称ZVSPPFDC/DCT)。它利用漏感实现了功率管的零电压开关,可广泛用于不间断电源、电压调整模块、分布式系统、航空静止变流器、功率因数校正、多路输出等领域。文中详述了该电路的工作原理,分析了实现零电压开关的条件,并进行了仿真分析。最后,在1kW零电压开关推挽正激直流变压器的原理样机上验证了理论分析的正确性。     

变压器辅助换流的谐振直流环节软开关逆变器

为提高逆变器的变换效率,提出一种新型并联谐振直流环节软开关逆变器,它利用高频变压器的等效电感与谐振电容之间的谐振,使直流母线电压周期性下降到零,实现逆变桥开关器件在零电压条件下完成切换,辅助开关器件也可以实现零电压开关或零电流开关,二极管的反向恢复损耗也被有效降低。此外,电路中所有开关器件承受的电压都不超过直流电源电压,而且辅助谐振电路在每个开关周期内只工作一次,降低了辅助谐振电路的损耗。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逆变器的控制方法。制作一个5 kW的实验样机,实验结果表明逆变器的主开关可以实现零电压开关。该并联谐振直流环节软开关逆变器能有效改善效率,降低开关损耗。     

普通半桥与串联谐振半桥中变压器的对比分析

通过对普通半桥电路模型与串联谐振半桥电路模型的对比分析,得出两种电路中变压器的工作特点。详细讨论了确定这两种电路中变压器的初级电压、初级匝数和匝比等关键参数的方法。分析了串联谐振半桥电路中采用桥式倍压电路不倍压的原因。     

谐振型软开关逆变电路冲击起振研究

介绍了谐振型软开关逆变电路的原理,对谐振软开关逆变电路进行了建模,分析了其起振问题,得出在电路起振瞬间,谐振电容两端电压存在过零点时电路才能正常起振的结论。通过瞬间注入电流的方法解决了逆变电路的软开关起振问题,并理论计算出电流注入时间。最后通过仿真与实验验证了该方法的可行性。     

软开关弧焊逆变器谐振电路的优化设计

论述了移相全桥零电压脉宽调制(FB ZVS-PWM)弧焊逆变器谐振原理,分析了主电路中谐振电感、谐振电容、以及变压器磁心气隙,给出了逆变器电路中各个元件参数的定量计算以及仿真和试验波形.     

超声波电机推挽式驱动电路研究

目前,超声波电机驱动广泛采用推挽式电路。主要由于超声波电机内压电陶瓷材料的非线性,使得串联电感匹配电路的设计不易得到期望效果。在理论分析的基础上,通过实验研究了不同匹配电感取值对超声波电机运行性能的影响,给出了超声波电机串联电感匹配电路的设计原则,指出使匹配电路呈容性较为合适。详细分析了超声波电机驱动电路中的推挽式变换器工作过程,有助于深入了解超声波电机驱动控制装置的非线性特征,也有助于该装置的合理设计。     

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。     

双向功率传输串联谐振DC／DC变换器研究

详细研究了一种双向功率传输串联谐振DC／DC变换器。对其工作过程进行详尽分析,并搭建了串联谐振双向DC／DC变换器的实验平台。最后,在该平台上进行了能量正向传递与反向传递的实验,并且验证了开关管软开关的工作特性,实验结果证明了控制方式的正确性和可行性。     

无中性点电位变化的并联谐振软开关逆变器

为了实现逆变器的高效率和高性能运行,提出一种新型直流母线并联谐振零电压过渡软开关逆变器,通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,实现了逆变桥开关器件的软开关动作,同时,辅助谐振单元的开关也为软开关动作。此外,电路中避免了使用大电容,没有中性点电位的变化问题。该电路对谐振元件和辅助开关的功率要求较低,控制简单且不依赖于负载条件。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,通过实验结果验证该软开关逆变器的有效性。     

三电平DC-DC变换器的无源软开关新方案

本文针对六种基本的三电平DC-DC变换电路和已存在的无源软开关电路，研究了三电平DC-DC变换器的软开关新方案，给出了实用的三电平无源软开关BUCK、BOOST、BUCK－BOOST和CUK电路。文中归纳了该种软开关单元的统一的构成方法，详细分析了该种软开关单元的工作原理和工作过程，并分析了其不适用于SEPIC和ZETA电路的原因。本文最后进行了仿真和实验研究，验证了该电路的有效性。     

具有对称辅助电路的谐振直流环节三电平软开关逆变器

为了降低三电平逆变器在高开关频率下的开关损耗,提高其效率,提出一种具有对称辅助电路的谐振直流环节三电平软开关逆变器的拓扑结构,通过在三电平硬开关逆变器的直流环节设置对称辅助谐振电路,利用辅助电路的谐振将直流母线之间谐振电容的端电压周期性下降到零,使三电平逆变器的主开关在直流母线之间的谐振电容端电压为零时完成切换,以实现零电压开关。文中依据不同工作模式下的等效电路图,详细分析该软开关逆变器的工作过程。制作3?kW的谐振直流环节三相三电平软开关逆变器的样机,实验结果表明,逆变器的主开关和辅助开关都实现了软开关切换,效率相比于三电平硬开关逆变器有明显提高。因此所提出的拓扑结构可有效降低三电平逆变器的开关损耗,具有工程实用性。