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.     

复合网络抑制变压器副边整流桥振荡电压尖峰的研究

鉴于电动车充电电源移相全桥主电路拓扑的特点,在考虑变压器漏感、原边外加谐振电感和二极管寄生参数的基础上,建立了变压器二次侧整流桥换流时的等效模型,依据该模型分析了变换器输出整流桥寄生振荡产生尖峰电压的机理,讨论了各参数对寄生振荡的影响规律。然后针对二次侧寄生振荡产生的原因,采取了副边加缓冲电路以及原边加箝位电路的复合网络设计方法来抑制电压尖峰,并对比了常用策略,分析了该复合网络的优越性。Matlab仿真和硬件电路实验结果表明,在所设计的18kW移相全桥ZVS变换器中采用的复合型优化缓冲电路,可有效抑制输出整流桥上的振荡尖峰电压,符合大功率充电电源高可靠性的要求。     

基于波形特征的地铁牵引整流器二极管开路故障诊断方法

针对地铁牵引整流器内部二极管故障率高且诊断困难的问题,提出基于输入电流和输出电压的波形特征进行二极管开路故障诊断的方法。基于地铁牵引整流器的电路拓扑结构,分析了发生二极管开路故障前后整流器输出电压与输入电流波形的变化规律;在此基础上首先利用输出电压的波形特征检测整流器的二极管开路故障并确定疑似故障时间,然后仅利用各整流桥的一相输入电流确定故障二极管所在的整流桥并识别具体的故障位置。基于MATLAB/Simulink平台的仿真验证结果表明,所提地铁牵引整流器故障诊断方法不受故障位置、故障时间、系统运行负载等因素的影响,具有良好的可靠性与适应性。     

DC/DC变换器输出整流桥寄生振荡机理分析与抑制

在考虑变压器漏感和二极管寄生参数的基础上.建立了隔离式DC/DC变换器变压器次级整流桥换流时的等效模型.并依据该模型分析了变换器输出整流桥寄生振荡的产生机理.讨论了各电路参数对寄生振荡的影响规律,介绍了几种抑制寄生振荡的常用方法,并分析了各自的优缺点.实验表明,在所设计的13 kW移相全桥ZVZCS变换器中采用RC缓冲电路,可有效抑制输出整流桥上的寄生振荡.     

火电厂辅机变频器低电压穿越技术在电网应用研究

为防止交直流混联电网频率、电压异常等情况下引发连锁性故障,开展Ⅰ类辅机低电压穿越改造,保证电厂一类辅机在20%、60%和90%额定电压下具备低电压穿越能力。为提高低电压穿越设备在电压支撑过程中的适应性,以二极管为整流桥原件,建立了三相不控整流桥和Boost升压电路。针对现场试验中部分工况下低电压穿越装置的跳闸现象,将整流电路和Boost升压控制系统参数改进调节,并附加缓冲电路。MATLAB仿真结果表明,在不同的工况下,系数调节后的电路具备更低的震荡波峰。     

电磁炉浪涌电压监测电路结构及故障解析

(1)浪涌电压监测电路的结构浪涌电压监测电路如图1所示。在图1中,当正弦波电源电压处于正、负半周时,由VD17、VD18和整流桥内部两交流输入端对地的两个二极管组成的桥式整流电路产生脉动直流电压。当电源突然有浪涌电压输入时,此电压通过R41、C34耦合,再经过R42分压、R44限流以及C35滤波后,控制Q5     

中小型无刷励磁同步发电机组旋转整流桥二极管开路故障的在线检测方法

针对中小型无刷励磁同步发电机组旋转整流桥二极管的单管开路故障问题,提出一种基于柔性线圈的诊断方法.以一台改造184 B型6.8 kW三相无刷励磁同步发电机组旋转整流桥的一个二极管发生开路故障为例,结合励磁机电枢绕组的空间布局及其感应电动势特点分析了旋转整流桥二极管的导通规律,根据二极管开路故障前后电枢磁场的变化特征,获取了电枢磁场增量磁势特征并确立了故障判据,提出在励磁机定子铁轭上包绕柔性线圈,通过柔性线圈感应电压的25 Hz转频分量检测和识别二极管开路故障.二维有限元仿真和样机实验结果表明,利用柔性线圈感应电压的25 Hz转频分量可以实现对旋转整流桥二极管开路故障的在线检测.     

交错控制高频隔离的整流侧过电压箝位研究

正弦脉宽调制(SPWM)交错控制高频隔离后的整流电路,高频变压器漏感和整流二极管寄生结电容会发生谐振,在整流二极管两端产生过电压。过电压的存在不仅对整流二极管提出了更高的耐压要求,而且增加了功耗和电磁噪声。这里分析了过电压产生的原理和过程,并提出一种通过在整流桥输出端加RCD箝位电路来抑制过电压的方法。详细分析了RCD箝位电路的工作原理、电路波形、参数计算方法和功率损耗。最后,给出一个详细的工程设计实例及其实验结果,证明了分析的正确性。     

ZVS全桥变换器高频振荡抑制方法研究

分析了零电压开关全桥变换器(ZVS-FB)在高压输出下,其主开关器件及高频脉冲变压器次级高频振荡的产生机理,研究了软开关谐振元件和变压器次级整流桥中二极管反向恢复特性对振荡频率及幅度的影响.提出在变压器初级加反并联箝位二极管以及次级加有源箝位电路以抑制高频振荡.从理论上详细分析了其工作原理,得出了谐振元件及各寄生参数与高频振荡之间的关系.实验证明,该方法可有效抑制高压输出下ZVS-FB变压器初、次级的高频振荡及电压尖峰.     

基于无桥PFC的单相三电平变换器设计

针对传统的Boost功率因数校正(PFC)电路存在效率低以及输入电流谐波含量大等缺点,提出了一类新型无桥三电平PFC电路。该电路设计了一个单开关管双向开关单元,去除二极管整流桥,减小电路损耗。此外,通过级联一个T型双向开关分支将输出电压电平数抬升至三电平,降低开关电压应力,提高输入电流的电能质量。结合多载波脉宽调制法和双闭环控制策略来产生开关脉冲信号,控制开关管的有序通断,实现桥臂电压三电平输出。以对称无桥三电平PFC电路为例,通过matlab/simulink搭建一个1 kW仿真平台进行试验,在稳态和动态下分析所提电路的有效性和可行性,并测得该电路输入电流THD为3.45%,效率最高为97.5%。     

加钳位二极管的零电压开关PWM三电平直流变换器

零电压开关PWM三电平直流变换器 (ZVSPWMTL变换器 )利用变压器的漏感和开关管的结电容可以实现开关管的零电压开关 ,但是输出整流管仍然存在反向恢复带来的尖峰电压。为了解决这个问题 ,提出一种新的ZVSPWMTL变换器 ,它在基本的ZVSPWMTL变换器中增加两个二极管 ,消除了输出整流管的电压振荡 ,同时保留基本的ZVSPWMTL变换器的所有优点。分析了这种新的变换器的工作原理 ,并在一个 6 0 0W的原理样机上进行了验证 ,最后给出了实验结果。     

一种高效率高可靠性的推挽正激直流变换器

推挽正激变换器是低压大电流输入场合的理想拓扑之一,但其输出整流二极管上由于反向恢复产生很高的电压尖峰。这将导致整流二极管选取困难,并影响其使用寿命。研究了一种加无源无损缓冲吸收的推挽正激变换器,整流二极管上尖峰电压小,可靠性高。并给出了该变换器的工作原理和缓冲电容的参数设计,还通过1kW实验样机给出了加缓冲吸收电路前后的实验波形。样机取得了高效率和高可靠性。     

加箝位二极管的零电压开关PWM复合式全桥三电平变换器

零电压开关PWM复合式全桥三电平变换器（ZVSPWM H-FB TL变换器）利用变压器的漏感和开关管的结电容可以实现开关管的ZVS,但是输出整流管仍然存在反向恢复带来的尖峰电压.为了解决这个问题,该文提出一种新的ZVS PWM H-FB TL变换器,它在基本的ZVS PWM H-FBTL变换器中增加两个二极管,能够有效地消除在3L模式和2L模式下输出整流管的尖峰电压,同时保留基本ZVS PWMH-FB TL变换器的所有优点.该文分析这种新的变换器的工作原理,并在一个1200W的原理样机上进行验证,最后给出实验结果.     

复合式全桥三电平LLC谐振变换器

该文提出了一种适合于燃料电池供电系统新颖的复合式全桥三电平LLC谐振变换器。它是在复合式全桥三电平变换器的基础上加入了LLC谐振网路以实现开关管ZVS和整流二极管ZCS。该变换器集合了复合式全桥三电平变换器和LLC谐振变换器的优点：适合于在宽输入电压范围的应用场合；三点平桥臂的开关管电压应力只有输入电压的一半；整流二极管实现ZCS，其电压应力仅为输出电压；可以在全负载范围内实现ZVS。该文通过一个200－400V输入，360V/4A输出的原理样机验证了它的工作原理，并给出实验结果。     

开关-耦合电感DC-DC变换器

本文提出了开关-耦合电感DC-DC变换电路。在针对已经含有开关电感模块和耦合电感模块的DC-DC拓扑族的研究之上,将开关电感和耦合电感进行耦合,使其作为开关-耦合电感发挥作用,进而得到高电压增益、效率得到改善的新式软开关DC-DC变换器。该类变换器集成了含有开关电感模块和耦合电感模块的DC-DC变换器的升压功能,并且同时实现了有源器件的软开关,改善了效率。主要有源器件S在导通的时候实现了零电流导通（ZCS）,减少了它的损耗。关断时漏感能量通过嵌位二极管传递到输出侧,减少了能量损耗、改善了EMI环境。整流二极管能够在零电流（ZCS）情况下关断,此状态优化可以二极管的反向恢复特性,降低反向关断时的损耗。以开关-耦合电感Boost变换器为例进行了该类电路的研究,分别分析了电路的工作原理和周期工作模式,并推导了电压增益的数学公式。在理论指导下,采用200W开关-耦合电感Boost实验样机,证实所提电路理推理的可实施性和准确性。     

采用移相控制有源整流的全桥变换器

当移相控制有源整流全桥(PSCAR-FB)变换器中的输出整流二极管反向恢复时,整流二极管存在很高的尖峰电压,增加了二次侧开关管和二极管的电压应力。为解决上述问题,在一次侧引入了1个谐振电感和2个箝位二极管的辅助网络。详细分析了该变换器改进后的工作原理及稳态特性,并给出了主要参数的具体设计方法。在此基础上,设计了一台1.25 kW实验样机并进行了实验验证,实验结果证实了所提方法的可行性。     

Novel zero-voltage and zero-current-switching full-bridge PWMconverter using a simple auxiliary circuit

A novel zero-voltage and zero-current-switching (ZVZCS) full-bridge pulsewidth modulation converter is presented to simplify the circuits of the previously presented ZVSCS converters. A simple auxiliary circuit, which consists of one small capacitor and two small diodes, is added in the secondary to provide ZVZCS conditions to primary switches, as well as to clamp secondary rectifier voltage. The additional clamp circuit for the secondary rectifier is not necessary. The auxiliary circuit includes neither lossy components nor additional active switches, which makes the proposed converter efficient and cost effective. The principle of operation, features, and design considerations are illustrated and verified on a 2.5 kW 100 kHz insulated-gate-bipolar-transistor-based experimental circuit     

240 W全桥移相ZVS变换器的设计

移相全桥零电压变换器在中大功率场合中得到了广泛的应用,但其滞后臂只能在较窄的负载范围内实现软开关,并且其输出整流二极管反向恢复时产生严重的寄生振荡,二极管上存在很高的尖峰压.而文献[1]中变换器的滞后臂利用励磁电感电流可以在较宽的负载范围内实现软开关.变压器的漏感与电容的谐振可以减小整流管的电流应力和导通损失.基于此变...     

采用磁集成技术的高效率、低压输出正反激变换器

要进一步提高低压 /大电流电源的功率密度 ,必须减小二次侧整流管损耗、磁件损耗以及磁件体积 ,提出了采用磁集成技术和同步整流技术的正反激电路。文中给出集成磁件的等效电路 ,对该变换器的工作原理进行了分析 ,并着重讨论集成磁件的工作状态并给出设计公式。完成 4 0～ 6 0V输入、 5V/ 30A输出、 30 0K开关频率的原理样机 ,满载时 ,变换器的效率不低于88%。