一种可以建立软开关PWM变换器的系统方法

以结合开关理论为基础,提出了一种可以建立软开关PWM变换器的系统方法。应用这种方法,许多种无源和有源软开关PWM变换器家族中所派生出的变换器,如：Buck—Boost变换器、Cuk变换器、Sepic变换器和Zeta变换器都能够通过Buck变换器和Boost变换器这两种最基本的变换器得到,不仅对变换器家族可以进行更加深入的了解,还可以揭示出软开关变换器之间的内在联系。通过对结合开关理论的具体介绍,在对有源PWM软开关变换器中的零电压转换（ZVT）PWMDC／DC变换器的派生变换器电路拓扑的建立原理和得出过程重点阐述的同时。将有源软开关PWM变换器进一步分成了Buck和Boost家族两大类,并证明了所提出的这种建立软开关PWM变换器的方法的正确性和可行性。     

单开关DC/DC变换器的一种软开关实现策略

该文提出了一种适用于Buck、Boost、Buck-boost、Flyback等各种单开关DC／DC拓扑的软开关实现策略，即同步整流加上电感电流反向的策略。根据两个开关管实现软开关的条件不同，提出了强管和弱管的概念，给出了满足软开关条件的设计方法。一个24V输入，40V／2．5A输出，开关频率为200KHz的同步Boost变换器样机，进一步验证了上述软开关实现策略的正确性，其满载效率达到了96．9％。     

Buck电路的一种软开关实现方法

提出了一种Buck电路软开关实现方法,即同步整流加上电感电流反向。根据两个开关管实现软开关的条件不同,提出了强管和弱管的概念,给出了满足软开关条件的设计方法。通过一个48V输入,19V/5A输出,开关频率为200kHz的同步Buck变换器样机,验证了上述方法的正确性,其满载效率达到了96.1%。     

基于软开关的双重Buck变换器的超级电容充电电源

研究基于双重软开关Buck变换器的超级电容充电控制。首先,根据双重软开关Buck电路拓扑和工作原理,研究软开关条件检测、临界电流控制及交错并联控制策略,采用临界电流模式的软开关方案,设计双重软开关Buck变换器用于超级电容的充电;然后,利用Matlab/Simulink软件对理论分析进行仿真验证;最后,在依据理论和仿真基础上,设计硬件电路和软件流程,制作实验样机。仿真和实验结果表明,本控制方案可行,能够在满足临界电流模式下通过软开关实现对超级电容的恒流充电。     

基于瞬间电流建立的Buck变换器软开关方法

为提高同步整流Buck变换器效率,此处研究了零电压开关(ZVS)软开关技术.提出了基于瞬间电流建立的ZVS软开关方法,在主开关管开通前产生一个瞬间电流脉冲,该电流脉冲将流过主开关管的反并联二极管,产生ZVS开通环境,实现主开关管ZVS软开关.所提ZVS软开关方法可实现同步整流Buck变换器的全负载范围ZVS软开关且辅助电流带来的导通损耗较小.此处详细分析了所提Buck变换器的工作过程,设计了电路参数,最后在450 W同步整流Buck变换器样机中验证了软开关方法的正确性.     

高功率因数软开关降压无桥PFC变换器设计

为了提升传统Buck型功率因数校正(PFC)变换器的功率因数(PF)和效率,提出了一种新型软开关无桥单相PFC变换器.所提PFC变换器工作在不连续导通模式,从电源中提取正弦输入电流,并采用辅助开关消除了输入电流死角,从而有效提高了PF.同时,PFC变换器中所有开关和二极管均实现了软开关,降低了开关损耗,且规避了二极管反...     

双向DC-DC变换器电路拓扑的分析与评价

归纳了双向DC-DC变换器的应用场合，说明在飞机高压直流电源系统中，双向DC-DC变换器除了充/放电器和应急电源的作用，还有HVDC母线电压过冲吸收和起动/发电系统变换器两个重要作用。以开关电源基本拓扑为主线，对双向DC-DC变换器作了分类。从双向DC-DC变换器的工作原理出发，除了已有文献提到的双向DC-DC变换器拓扑之外，推挽正激和正反激电路都是适用于隔离型Buck/Boost 双向DC-DC变换器和隔离型Buck/Buck 双向DC-DC变换器的拓扑；Sepic/Zeta也可用于双向变换。通过分析两种常用结构Buck/Boost和Buck/Buck的工作原理，说明了研究双向DC-DC变换器要研究的几个关键问题：⑴合理控制和设计实现软开关；⑵综合考虑输入输出滤波器，使滤波器和功率级阻抗匹配；⑶开关调节系统的校正和综合问题；⑷对隔离型Buck/Boost BDC，要研究自启动问题和电流型侧开关管尖峰问题；⑸对隔离型Buck/Buck双向DC-DC变换器，要研究移相控制方案下的主变压器绕制工艺问题。     

V2控制Buck变换器分析

该文在简要介绍开关变换器的V^2控制方法的基础上，建立了V^2控制Buck变换器的小信号模型，得到了对应的y参数模型，在此基础上对该y参数模型进行了改进，利用改进的y参数模型对V^2控制Buck变换器和电流型控制Buck变换器进行了分析、比较，分别对V^2控制和电流型控制Buck变换器进行了频域和时域仿真，仿真结果验证了V^2控制方法比电流型控制方法具有更好的动态响应的研究结果。     

隔离型双半桥DC-DC变换器的软开关特性

分析了隔离型双半桥(DHB)DC-DC变换器的软开关特性。首先介绍DHB变换器的工作原理,详细分析DHB变换器的软开关过程。通过理论建模和定量分析,给出各开关管实现零电压开通的充要条件。总结谐振电流、变换器输出功率和死区时间与实现零电压开通的三条规律,推导出各开关管软开关实现所允许的变换器最小输出功率的解析表达式。然后,提出一种改进的占空比控制策略,有效地扩宽了变换器的软开关运行范围,有助于变换器实现稳定的软开关运行。最后,通过样机实验验证了所提的理论分析以及改进控制方法的正确性和有效性。     

基于软开关Buck/Boost变换器的双向控制研究

基于双向Buck/Boost变换器提出带辅助电感的交错并联式Buck/Boost变换器,可实现开关管的软开关及续流二极管的自然关断,减小开关损耗;交错并联的结构可减小电流纹波,提高输出功率。详细分析了其双向工作原理及软开关实现条件,同时针对开关管采用变压器隔离型驱动电路时带主电关驱动会引起开关管误导通的问题,分析误导通的产生原因并提出软退出的解决办法。最后搭建了一台500 W的双向Buck/Boost原理样机,实现了对锂电池的恒流/恒压充电和恒流放电,以及充放电平滑切换。仿真与实验验证了设计的合理性。     

中小功率系统集成DC/DC标准模块的一族候选拓扑

有源箝位正激型变换器(简称ACF)以其极佳的宽范围适应性、较低的开关电应力、简单的同步整流自驱动方式而被选为中小功率电力电子系统集成中DC／DC标准模块的较佳候选拓扑。该文将系统地总结各种经典的ACF结构，同时也将提出一些新颖的结构以及独特的观点，使得ACF更加的完善。根据．ACF的特点，将它拆成原边电路和副边电路两部分独立来描述，以适应不同输入要求和输出要求。最后将原副边电路配合起来，论述了ACF的三种控制性软开关的方案，以及提出以可选择性外挂配件的思路，根据不同的使用场合选择硬开关或是软开关工作状态。最后，实验结果验证了以上的分析和理论。     

给定节点数纯开关拓扑的拓扑推演

本文建立了一种以图论为基础的寻找新电路的拓扑推演方法，通过对开关状态的穷举和组合形成拓扑，并根据电路判据和可控性判据来判定拓扑的有效性。该方法具有系统化、机器化的特点，可以广泛的用于寻找软开关、功率因数校正等新型电力电子电路，还可以用于开关电容网络的研究。     

一种适用于高压输出的软开关多谐振直流变流器

将倍压整流技术和LLC多谐振变流器结合起来,构造出倍压整流LLC多谐振变流器.该变流器的变压器结构简单,副边只需要一个绕组;输出电容电压应力是输出电压的一半,无需额外的均压电路;只需要两个整流二极管,二极管的电压应力等于输出电压,电流应力等于输出电流,所以该变流器非常适合用于高压输出中小功率的DC/DC电源.另外,该变流器的所有功率半导体器件都工作于软开关状态,所以适用于高频高功率密度的场合.详细分析了该变流器的工作原理,软开关过程,输出电容的自动均压机理,并给出了关键的参数设计方法,采用该变流器技术的500V输出直流电源的实验结果验证了以上分析的正确性,满载效率达92.3%.     

多功能并网逆变器研究综述

多功能并网逆变器不但能完成常规并网逆变器实现可再生能源并网的基本功能,而且还复合了治理电能质量问题的功能,可以显著提高并网逆变器的性能价格比、降低系统的体积和成本,尤其适合于微电网和分布式发电系统应用。针对多功能并网逆变器的拓扑进行了综述。从单相和三相系统的角度阐释了多种多功能并网逆变器拓扑,并从系统参数、容量、开关频率、复合功能和应用场合等方面对各拓扑进行了比较和评价,并认为新型电力电子拓扑、先进控制策略、软开关技术、大功率应用以及电力电子集成系统中的稳定性等将会是多功能并网逆变器未来可能的研究方向。     

医用小功率高压直流电源的数字控制研究

LCC谐振变换器克服了高压变压器寄生参数的影响,并能够在宽负载范围内实现开关管的软开关,逐渐成为高压直流电源主流拓扑。分析了该变换器的电压增益特性,给出一种数字变频控制方案,硬件电路简单,可以实现宽负载范围内的软开关。通过一台输入20 V,输出1 000 V/5 mA的原理样机验证了方案的可行性。     

三相功率因数校正及其软开关技术分析

概述了三相功率因数校正(PFC)技术发展的现状,对典型拓扑、控制方法进行分析比较。同时介绍了用于功率因数校正的具体代表性的软开关技术。     

移相控制双Boost型DC-DC变换器

本文提出一种移相控制双Boost型DC-DC变换器,该变换器具有以下特点:控制简单可靠,有现成的移相控制芯片可用;有源和无源器件都能实现软开关,不增加开关的电流电压应力;由于它的输入电感电流和输出电压纹波频率都为开关频率的两倍,达到了倍频的效果。所以,与传统的Boost型DC-DC变换器相比,在输入输出条件相同的情况下,输入电感和输出电容都可以减小。本文详细分析了这种变换器的工作原理,在理论分析的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明了理论分析的正确性。     

潮流PV-PQ转换的混合互补方法

潮流 PV-PQ转换反映无功调节电压的规律,属于典型的互补问题。文中通过引入互补理论建立了PV-PQ转换潮流的严格混合互补模型,结合现代内点算法与互补松弛成功地求解了该模型。深入剖析PV-PQ转换逻辑,并与互补模型对比校验表明:由于启发式逻辑的缺陷,PV-PQ转换容易导致节点类型错误识别并得到静态电压不稳定解,其数值发散与识别性发散不一定对应系统电压失稳,而互补模型可以弥补其缺陷,提高结果的可靠性。IEEE标准系统和一个实际系统的仿真结果证实了上述结论。     

开关电路拓扑的分析和推演

本文提出了一种建立在对电路和元件高度抽象的基础上的拓扑推演的方法，通过对节点数和电压源、电流源数量及位置为一定的条件下的所有开关拓扑的穷举和判别，筛选出所有有效的拓扑，并可以确定每个拓扑所有可能的开关状态。这种方法适合于进行机器化的拓扑分析和生成。     

Pulse current regenerative resonant snubber‐assisted two‐switch flyback‐type ZVS PWM DC‐DC converter

In this paper, a two‐switch high‐frequency flyback transformer‐type zero voltage soft‐switching PWM DC‐DC converter using IGBTs is proposed. Effective applications for this power converter can be found in auxiliary power supplies of rolling stock transportation and electric vehicles. This power converter is basically composed of two active power switches and a flyback high‐frequency transformer. In addition to these, two passive lossless snubbers with power regeneration loops for energy recovery, consisting of a three‐winding auxiliary high‐frequency transformer, auxiliary capacitors and diodes are introduced to achieve zero voltage soft switching from light to full load conditions. Furthermore, this power converter has some advantages such as low cost circuit configuration, simple control scheme, and high efficiency. Its operating principle is described and to determine circuit parameters, some practical design considerations are discussed. The effectiveness of the proposed power converter is evaluated and compared with the hard switching PWM DC‐DC converter from an experimental point of view, and the comparative electromagnetic conduction and radiation noise characteristics of both DC‐DC power converter circuits are also depicted. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 152(3): 74–81, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20081