基于DSP的移相全桥变换器的研究

研究了以全桥变换器作为主电路拓扑、以TMS320LF240x系列DSP作主控芯片、以移相控制方式作为控制方案的移相全桥软开关DC-DC变换器.由DSP发出移相控制信号并经芯片IR2110驱动放大,在移相驱动信号的控制下可以实现全桥变换器主功率开关的ZVS.进行了系统软件和硬件的设计,并安装了实验样机,实验结果表明设计方案正确,软开关效果良好.     

全桥倍流同步整流软开关变换器的研究

目前,对全桥变换器的研究大多集中在移相控制领域,而移相控制不能解决输出侧同步整流管的软开关问题。为此采用了一种新的控制方法,基于有限双极性控制技术,通过调节PWM驱动和同步整流管驱动的延时,让主开关管ZVS软开关的同时,又可实现同步整流管的ZVS软开关。该方法在大电流输出场合极大地减小了同步整流管的开关损耗,进一步提高了变换器的效率。实验结果验证了该控制方法的优越性。     

基于DSP带钳位二极管的移相全桥ZVS变换器研究

针对移相全桥ZVS变换器中整流二极管容易出现电压尖峰的情况,设计了基于DSP控制且主电路带有钳位二极管的移相全桥ZVS变换器。分析了带有钳位二极管的移相全桥ZVS变换器的工作原理,对主电路参数以及反馈控制系统进行设计,并对变换器进行测试。结果表明:所设计的变换器输出电压纹波较小,能够较好地实现软开关并对原边电压尖峰有明显的抑制作用。     

基于ZVS负载范围的移相全桥变换器参数优化设计

移相全桥(PSFB)变换器以其零电压开通(ZVS)的软开关特性而得到广泛的应用.但在实际的工程应用中,移相全桥变换器电路参数的设计仍然存在较大的困难.通过深入分析移相全桥变换器的工作原理,推导出系统占空比丢失以及ZVS负载范围的数学表达式,提出了一种基于ZVS负载范围的移相全桥变换器参数优化设计方法,详细地介绍了隔直电容、输出滤波电感、谐振电感以及IGBT死区时间的设计方法.最后,通过搭建45 kW的实验样机验证了理论分析的正确性.     

一种带辅助桥臂的移相全桥软开关变换器分析

针对传统移相全桥ZVS变换器滞后桥臂零电压开关范围窄、占空比丢失严重、功率损耗较大等缺点,提出了一种带辅助桥臂的移相全桥变换器拓扑。分析了该电路的工作原理、功率损耗情况和辅助桥臂控制方法,给出了辅助桥臂参数设计的计算公式。最后研制了一台功率为1 kW,工作频率为16.7 kHz的样机,通过实验验证了该移相全桥电路相关理论的正确性。     

旋转式ZVS移相全桥DC-DC变换器的研究

根据旋转式非接触感应电能传输系统的应用要求,本文设计了一种旋转式ZVS移相全桥DC-DC变换器。详细分析了移相全桥ZVS的工作模态及占空比丢失问题,给出了高频旋转变压器的具体分析与设计方案,最后对所设计的移相全桥旋转变换器进行了性能测试,分析了转速变化对输出的影响,给出了实验波形,验证了该旋转变换器的可行性。     

双向全桥DC-DC变换器基于电感电流应力的双重移相优化控制

通过分析双向全桥DC-DC变换器采用单移相和双重移相控制的工作原理,推导出了两种控制方式下变换器电感电流应力与传输功率、输入与输出电压调节比及移相角比之间的数学关系。为了有效降低变换器电流应力,针对不同的传输功率及电压调节比,通过寻优求得使电感电流应力达到最小的最优移相角。据此提出一种双向全桥DC-DC变换器双重移相优化控制策略,在实现输出电压闭环控制的同时使变换器电流应力达到最小。采用该优化控制策略,双重移相控制的电流应力始终小于单移相控制,并且当变换器工作在轻载且电压调节比较大时,该优化控制策略的优势更加突出。搭建了实验样机,对理论分析进行了验证,并与传统单移相控制进行了对比。实验结果验证了所提出最优控制策略的有效性与可行性。     

倍流整流移相全桥DC/DC变换器模糊PI控制

提出了一种构建倍流整流移相全桥DC/DC变换器小信号模型的方法。该方法将倍流整流等效成全波整流,改变移相全桥全波整流DC/DC变换器小信号等效电路中的滤波电感和变压器匝比,就能得到倍流整流移相全桥DC/DC变换器的小信号模型。应用该模型设计了模糊自整定PI控制系统,并对设计的系统进行实验。用TMS3202808作为控制芯片制作了80 kHz,400 W的实验样机,实验结果表明系统工作稳定并且动、静态性能均较好。     

移相全桥电路整流二极管电压振荡原理与抑制

在大功率场合中,移相全桥变换器应用十分广泛.该变换器可以利用谐振电感与开关管的寄生电容发生谐振来实现开关管的零电压开关(ZVS).鉴于移相全桥主电路拓扑的特点,在考虑变压器漏感和整流二极管寄生参数的基础上,建立了基于移相全桥变换器变压器次级整流桥换流时的暂态等效电路模型,并详细分析变压器次级整流桥寄生振荡的产生机理.介绍了几种常用抑制整流二极管电压振荡的方法,并利用PSIM软件进行了仿真对比验证.实验表明,在大功率场合,移相全桥变换器中采用初级二极管箝位电路加次级RCD吸收电路,能极大抑制变压器整流二极管电压尖峰和电压振荡.     

零电压开关移相全桥变换器尖峰抑制的实现

详细分析了ZVS移相全桥变换器中电压电流尖峰的产生机理和抑制方法。在此基础上分别设计了电压、电流尖峰抑制电路,给出了详细的参数计算过程,并在一台3 kW（15 V/200 A）ZVS移相全桥变换器上得到验证,电压、电流尖峰和EMI抑制效果明显。最后,给出了改进前后的对比波形。     

移相全桥DC/DC变换器实验装置的研制

“双碳”目标驱动下新能源电动汽车迎来了新的发展机遇。为更好地帮助学生认识和理解电动汽车相关技术,基于移相全桥软开关技术设计并研制了一套宽范围输入电压和高变换效率的车载移相全桥(PSFB)DC/DC变换器实验装置。通过控制超前和滞后桥臂的导通相角差实现宽电压输入,通过谐振电感和场效应管的结电容充放电实现变换器开关管的零电压导通和关断,有效降低高频开关损耗,大大提高变换效率,此处通过理论分析设计了变换器的参数,并进行了实验验证。实验结果表明所设计变换器具有效率高、输出电压稳定的特点。该实验设备能够有效支撑新工科背景下电力电子实验教学,提高学生综合应用知识解决工程问题的能力。     

一种采用倍流整流的移相全桥ZVZCS直流变换器

常规的移相全桥ZVS控制的变换器,滞后臂较难实现ZVS,同时换流时的环流也会降低变换器的效率.另外,传统的输出全波整流设计,其大电流增加了输出滤波电感和变压器的体积以及整流管上的电压应力,这不利于用在低压大电流输出场合.为此,针对较高输入电压的光伏发电系统,提出了一种适宜于应用在低压大电流输出场合的倍流整流移相全桥ZVZCS变换器拓扑结构,实验验证了电路结构的正确性,并能应用在蓄电池控制器主电路中.     

ZVS移相全桥数字化单周控制研究

为抑制PFC母线低频电压纹波、提高PFC的动态性能并优化其设计,给出了一种结合单周控制实现移相全桥数字化ZVS的发波策略、控制算法和环路控制器设计。分析了实现该控制算法和发波策略的难点、设计流程及环路稳定性。实验结果表明,该变换器抑制扰动能力强,变换效率高,输出电压纹波小,且在不同负载下均能实现ZVS。     

ZVS移相全桥变换器开关管等损耗控制策略

ZVS移相全桥变换器运行时超前桥臂和滞后桥臂开关管损耗明显不同,使得大功率变换器散热器设计困难,且影响了变换器的可靠运行.本文在分析ZVS移相全桥变换器超前桥臂和滞后桥臂开关管损耗基础上,提出一种等损耗PWM控制策略,使超前桥臂和滞后桥臂开关管达到等损耗运行的效果.最后将该控制策略成功地应用于一台大功率电镀电源,验证了其可行性.     

宽增益高效率CLLLC变换器的变频双移相调制策略

在输入电压宽范围变化时,变频调制CLLLC变换器存在开关频率变化范围宽的问题,而移相调制CLLLC变换器难以实现宽范围零电压导通（ZVS）。为了实现宽输入电压CLLLC变换器的高效率,该文提出一种变频双移相调制方法。通过同时调节开关频率、一次侧全桥和二次侧全桥之间的移相角,拓宽CLLLC变换器的增益并提高其效率。采用时域分析法求解变频双移相调制CLLLC变换器的电压增益与谐振电感电流有效值,并分析频率以及移相角对电压增益和谐振电感电流有效值的影响。最后,通过搭建一台100～300 V输入、48 V/400 W输出的实验样机,验证了理论分析的正确性。     

移相全桥ZVS变换器的分析与设计

设计了一款1.5k W移相全桥ZVS变换器,通过PSpice对变换器进行仿真,仿真结果证明了变换器设计的合理性。     

带辅助谐振的移相全桥ZVS DC/DC变换器研究

传统移相全桥ZVS DC/DC变换器的滞后桥臂在轻载情况下很难实现ZVS,而通过添加辅助谐振电路可使滞后桥臂在轻载直至空载时也能实现ZVS。同时,为了改善电源的动态响应,对带辅助谐振支路的移相全桥ZVS DC/DC变换器主电路进行了基于空间状态平均法的动态小信号建模分析,得出了其传递函数。在Matlab/Simulink环境下,对整个电源闭环控制系统进行了仿真分析,并给出了实验结果。为电压闭环的工程设计提供了指导。     

移相全桥ZVS—PWM变换器控制系统的设计

介绍了移相全桥ZVS—PWM变换器的基本电路结构,并给出小信号模型,在此基础上研究该变换器的双闭环控制系统,然后结合实际参数,主要讨论在频域下对变换器补偿网络的设计问题,并通过MATLAB对开关变换器系统的开环以及补偿后的传递函数进行了频域分析。用Simulink模块搭建了电路仿真模型,观察有扰动输入时输出电压与输出电流的波形,实验证明该控制系统满足要求。     

新型ZVZCS全桥变换器的研究及其改进

讨论了一种新型零电压零电流开关(ZVZCS)的DC/DC移相控制全桥变换器。为了提高变换器效率,在变压器次级增加了由一个小电容和两个小二极管组成的简单辅助电路。该变换器的超前臂实现了零电压开关(ZVS),滞后臂实现了零电流开关(ZCS)。分析了该变换器的工作原理,并针对其在轻载情况下,超前臂IGBT的ZVS效果不佳,对其进行了改进。对一台用于电动汽车充电的10 kW样机进行了实验。实验结果证明该变换器是简单可靠的。     

10kW高频输出逆变器的研制

采用了一种基于移相控制的高频输出全桥逆变器.移相全桥变换器产生高频的准方波,通过串并联谐振滤波器输出THD小的高频交流正弦波.详细分析了开关管实现软开关的条件和串并联谐振式滤波器对输出电压THD,ZVS实现条件和输出电压外特性的影响.研制了一台输出500V/118kHz/10kW的实验样机;给出了实验波形;验证了其工作原理.