一种双电感结构的LLC谐振型PFCAC-DC变换器

传统的AC-DC电源多采用二极管整流,由于大滤波电容和不控器件的存在,造成电路本身功率因数较低,且会对电网侧产生严重的谐波污染。一般方法多采用再级联一级功率因数校正(PFC)电路,来解决谐波污染和功率因数较低的问题,但由此增加了电路级数,增加了电路结构和控制的复杂度,降低了电路的效率。研究了一种基于双电感结构的具有PFC功能的LLC谐振型AC-DC变换电路,单级电路可以实现高功率因数能量变换,提高了电路传输效率。该电路不仅实现了传统LLC谐振变换,保证开关管以软开关方式工作,而且采用双电感结构的PFC电路,运用并联交错技术,较好地克服了电流断续型PFC电路输入电流谐波畸变较大的问题。对该电路拓扑进行了理论分析和仿真研究,实验验证了该电路拓扑的可行性。     

新型无源软开关BoostPFC电路研究

提出一种无源软开关Boost PFC电路及其实现方法.其电路拓扑结构由传统的Boost PFC和无开关损耗的缓冲电路构成.缓冲电路通过谐振电感、电容和两个隔离二极管使Boost主开关器件工作在ZVS和ZCS软开关模式.介绍了新型无源软开关PFC的运行原理;给出了缓冲电路的参数选取,并运用PSPICE进行了电路运行的仿真分析;搭建了一台500W/25 kHz实验电源验证了电路的正确性.仿真和实验结果表明,新型PFC电路工作在软开关模式,可实现单位PFC.且平均输出效率提高了约4%.     

一种改进的LLC电路在交流电源中的应用研究

LLC谐振电路因具有高功率密度、高效率等优点成为研究的热点,由于其输出电压不是正弦交流电,研究焦点集中在直流电压输出的LLC谐振变换器。为了在正弦交流电源中利用LLC谐振电路的优点,本文介绍一种在LLC变换器基础上改进的直流-交流变换器。首先在Saber仿真基础上论证电路能实现正弦交流输出,然后对电路进行频域分析,并提出一种能实现软开关的参数设计方法,最后根据所述方法设计电路并仿真验证理论的正确性。     

高降压比LLC谐振型直流变压器

LLC谐振变换器是一种实用的软开关直流变换器,可在全负载范围内实现软开关。本文针对高压输入低压输出的高降压比场合,研究分析了变压器副边漏感对LLC谐振变换器增益的影响规律,提出了提高LLC谐振变压器外特性和效率的方法。针对高降压比变换需求,提出采用共用开关网络的多变压器PSSP拓扑结构有助于减小谐振漏感提高变压器外特性,分析了变压器参数差异对于均流的影响。论文给出了LLC谐振型软开关直流变压器的设计方法和调试方法,研制了一台250W原理样机。     

基于三相双开关PFC电路的高功率因数软开关电源

针对传统开关电源输入功率因数低、谐波含量高、开关损耗大等缺点,提出了一款基于三相双开关PFC电路的高功率因数软开关电源.本文研究了三相双开关PFC电路的六种工作模态,分析了移相全桥ZVS PWM变换电路实现谐振软开关的原理,提出一种高功率因数软开关电源实用电路,并进行了仿真验证及电路实现.实验结果表明,实验电路能够有效...     

一种新颖的三电平软开关功率因数校正电路

多电平变换技术，功率因数校正技术，以及软开关技术，是目前电力电子技术领域的3个研究热点，该文在这三者之间找到了一个应用的契合点，提出了一种新颖的单相三电平无源无损软开关PFC电路拓扑。论文首先从传统的二极管箝位型三电平变换器中推导出具有实用价值的三电平Buck和Boost电路拓扑，以后者为基础，重点研究了基于三电平Boost电路的三电平PFC电路的原理及实现问题，为了提高系统的效率，且不增加控制的复杂性，将一种无原理性过压的无源无损软开关电路单元引入该电路，文中详细地介绍了其原理和工作过程，给出了相应的设计要点，并进行了仿真研究。最后，设计了1台2KW三电平无源无损软开关PFC电路样机，实验结果表明，该电路不仅实现了三电平PFC的功能，而且所有功率器件均工作在软开关状态，系统效率高。     

一种软开关无桥Boost-PFC电路的分析和设计

提出了一种新颖的软开关无桥Boost-PFC电路,它可省去传统功率因数校正(PFC)电路中的整流桥,导通器件少,并因引入了无损谐振网络,开关管实现了软开关,且电路效率高,适用于大功率场合.这里分析了电路的工作原理,给出了参数设计过程.试验结果表明,其效率高于传统的PFC电路.     

基于隔离升降压变换器的单级软开关功率因数校正变换器

提出一种基于隔离升降压变换器的单级隔离软开关功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器及其控制方法。通过采用优化的双重移相控制策略,变换器在半个工频周期可以分别工作于升压模式和降压模式,从而同时实现输入功率因数校正和输出电压调节,且变换器中所有开关管和二极管可在宽范围内实现软开关、开关损耗低。文中详细分析了变换器的工作原理、工作特性以及参数优化设计考虑,实验验证了所研究的单级隔离软开关PFC变换器及其控制方法的正确性和有效性。     

基于LLC谐振变换器的双向DC/DC变换器

在储能系统中,谐振型双向DC/DC变换器因为其优异的特性而得到广泛应用。提出一种基于LLC谐振型双向直流变换器,不仅具有LLC变换器高效率等优点,而且具有能量双向传输的能力。在电路中增加一个辅助电感,实现变换器在正向工作与反向工作时拓扑完全相同。变换器结构简单,无需任何辅助缓冲电路便能实现软开关,适合储能系统中能量双向流动的场合。在采用时域分析与基波分析对变换器的电压增益与软开关条件进行分析的基础上,对变换器的参数进行优化设计。搭建一台5 kW的实验样机,实验验证了变换器结构与设计方法的可行性以及运行效率的优越性。     

多路输出500WLLC谐振变换器的设计

LLC半桥谐振变换器以其高效率、高功率密度等优点成为近年业内研究的热门拓扑.这里设计了基于LLC谐振变换器的500 WLC多路输出DC/DC变换器.在分析了LLC软开关特性后,介绍了一种基于频域分析的参数设计方法.针对多路输出电源系统,采用了一种非对称结构的LLC谐振型变换器,并介绍了其实现电路.最后在500 W实验样...     

基于MOSFET串联的半桥LLC谐振电路设计

LLC谐振变换器基于软开关技术,具有开关损耗低、功率密度大、电压输入范围宽等优点。但在设计高电压直流输入的LLC谐振变换器时,受限于半导体工艺技术,开关管的最高工作电压无法满足电路要求。针对此问题,提出使用多个开关管串联来实现高压应用的目的。首先分析金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的工作特性,然后采用软开关技术和LLC谐振技术,设计基于4个MOSFET串联的半桥LLC谐振电路,最后搭建一台直流输入300 V、直流输出40 V、功率100 W的测试样机,以验证电路的可行性。     

基于软开关MERSPFC电路拓扑及性能分析

由于电流连续型功率因数校正(CCM PFC)电路能够最大限度地减少网侧电流谐波以及提高网侧的输入功率因数,被广泛地应用于各种功率变换器的前端电路结构中。文中基于电感电容谐振的软开关技术,提出了一种新型的CCM PFC电路拓扑——磁能回复开关型功率因数校正(MERS PFC)电路。通过合理的控制,该电路不仅具有较高的输入功率因数,同时实现了全功率开关器件的零电流开通及零电压关断。其次,文中对所提出的电路拓扑建立电气模型,详细分析了每一个开关周期内的电压电流工作特性,推导出其升压比计算公式,仿真验证了建模以及公式推导的正确性。在此基础上,文中详细讨论了所提出的MERS PFC电路的工作性能。计算表明,在开关频率为10 kHz时,该电路的功率器件损耗比传统boost PFC电路减少了约39%,具有更高的效率。同时,在同样的参数条件下,和传统的boost PFC电路相比,所提出的新型结构具有更高的升压能力。最后,实验结果验证了所提出的MERS PFC电路及其软开关工作特性。     

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%.     

双向CLLLC谐振型直流变压器的分析与设计

提出一种双向全桥CLLLC谐振型直流变换器,在保持LLC谐振变换器高效率和高功率密度等优点的同时,具备双向传输能量的能力。所提的变换器无论正向还是反向工作,不需任何缓冲电路即可实现软开关。在采用基波分析法对所提CLLLC谐振变换器电压增益特性、软开关实现条件和变换效率进行分析的基础上,针对其在直流变压器中的应用提出相应的参数优化设计方法。搭建一台1 kW、400~48 V的实验样机,实验结果证实了所提结构和设计方法的可行性和有效性。该CLLLC谐振变换器样机在双向工作模式时的最大效率可达95%。     

新型单周控制软开关Boost-PFC变换器研究

单周控制是一种新型非线性控制策略,能够在一个周期内自动消除稳态和瞬态误差,动态响应快,适宜于PWM控制。该策略应用于PFC控制,能够很好地实现功率校正;开关管在零电压、零电流条件下工作,实现了软开关,因此功率器件开关损耗小。将单周控制和软开关技术一起引入Boost PFC,设计了一种新型单周控制软开关Boost PFC电路拓扑,其电路简单,控制也简单。仿真和实验证明,单周控制结合软开关应用于该新型Boost PFC变换器,实现了控制目标,取得了很好的效果。     

一种单相Boost PFC软开关电路的应用研究

本文研究了单相功率因数校正电路(单相Boost PFC)的有源软开关应用。基于软开关工作原理,分析软开关电路中器件参数的设计原则。制作了基于BOOST PFC有源软开关的1.5 k W家用变频空调原理样机。通过波形测试验证实现了软开关,并对该电路性能进行了总结。     

新型单级隔离型软开关功率因数变换器

提出一种兼具软开关和箝位的新型单级隔离型功率因数校正(power factor correction, PFC)变换器拓扑。该变换器能满足电气隔离的应用要求,提升单级隔离型PFC的功率等级。与传统单级结构相比,新拓扑输入电流校正效果明显,功率因数接近1。比较理想地解决了限制单级PFC功率等级的变压器漏感和直流母线电容应力问题。箝位电容被充分利用简化了零电压过渡(zero voltage transition,ZVT)技术在隔离型变换器中的应用,既改善了半导体器件的开关环境、优化系统电磁兼容,又提高了变换效率。实验制作一台87 kHz,1 kW的样机。实验结果表明,这种变换器的效率基本能够达到93%(半载以上),功率密度提高,适合于中大功率应用场合。     

三相单开关ZVZCS变换器的应用研究

针对高效、高功率因数和中大功率开关电源的要求,结合单相PFC控制技术和软开关技术,提出了一种三相单开关ZVZCS变换器,分析了电流连续模式下的工作原理,采用了平均电流控制来控制其输出电压,利用电感和电容的缓冲电路来实现功率管的软开关。设计了1台6 kW的样机,实验结果表明该变换器具有电路结构简单、开关器件少、变换效率高且控制简单等优点,非常适用于中大功率场合。     

基于软开关图腾柱拓扑的AC/DC电源

在此采用两级AC/DC电源拓扑:前级采用硅(Si)基金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的图腾柱功率因数校正(Totem-pole PFC)电路,利用体二极管的反向恢复特性,采用简单的模拟控制方式,实现全范围输入电压下的软开关,降低开关损耗,满足高效、高功率密度的要求;后级采用基于氮化镓(GaN)器件的LLC软开关谐振变换电路.以第五届高校电力电子应用设计大赛要求为指标,研制了一台176～264V交流输入,400 W/48 V直流输出的实验样机,前级PFC峰值效率为98.5％,整机效率峰值为96.2％,整机功率密度达到3.76 W/cm3.实验结果验证了设计方案的可行性和先进性,为AC/DC电源的设计提供指导和帮助.     

一种单级隔离型软开关功率因数校正变换器

针对硬开关功率因数校正(PFC)变换器开关损耗大、电磁辐射严重的问题,提出一种具有软开关的单级隔离型PFC变换器。该变换器在一次侧功率管导通和关断时段均能向二次侧传递能量,兼具正激和反激变换器的特性。通过利用隔离变压器的漏感与电容形成谐振使得输出二极管零电流关断(ZCS),同时一次侧主开关管和有源钳位开关管均以零电压开通(ZVS),所有功率开关管均工作在软开关状态,变换器的开关损耗降低。详细分析变换器的工作原理、运行特性以及参数设计,并搭建实验样机,验证了理论分析的正确性和有效性。