有源箝位软开关全桥Boost变换器

提出一种含有源箝位辅助电路的软开关全桥Boost变换器,其利用电感与电容谐振实现主开关管的零电流开通与零电压关断。有源箝位电路即可抑制变换器工作时可能出现的电压过冲,又可将箝位电容吸收的能量返还回主电路,且箝位开关管以零电压方式开通与关断。输出端采用倍压整流,可以降低变压器匝比。最后利用硬件实验波形验证了所述变换器的有源箝位和软开关特性。     

一种带辅助支路的移相全桥零电压开关变换器

介绍了传统移相全桥零电压开关变换器；设计出一种带箝位二极管和阻容元件的辅助谐振换流网络的移相全桥零电压开关变换器。该变换器是将一箝位二极管辅助支路置于后臂桥与变压器之间，既很好地实现了ZVS，还有效抑制了次级整流二极管上的寄生振荡，使次级整流二极管和箝位二极管均工作在软开关状态下，提高了整机效率。本文从工作原理出发，对电路进行了详细分析，设计出一台220V/10A样机，给出了主要实验波形，验证了该电路的正确性。     

一种基于UC3879控制的全桥软开关DC/DC变换器

传统电力操作开关电源采用晶闸管直流电源,存在体积大、重量重、可靠性差等主要缺点,为解决这些问题,本文介绍了一种全桥零电压零电流开关(ZVZCS)DC/DCPWM变换器,它通过在超前臂开关管上并联电容来实现零电压开关(ZVS),滞后臂通过控制次级有源箝位开关,实现滞后臂的零电流开关(ZCS),滞后臂开关串联二极管来防止反向电流流动。采用移相控制方式,移相控制由集成电路UC3879来实现,文中对3875和3879进行了比较,对相关参数进行了计算,给出了外围连接电路。用该方法设计了一台220V/10A的DC/DC电源模块,实验表明,超前臂实现了ZVS,滞后臂实现了ZCS,开关范围很大,满载效率可以达到92.6%。     

有源箝位反激式零电压零电流开关变换器研究

采用有源箝位反激式变换器电路,实现了零电压零电流软开关(Zero-VoltageandZero-CurrentSoftSwitching,简称ZVZCS)变换,克服了在常规硬开关电路中变压器漏感及寄生电容产生的高电压尖峰。该电路应用C1909控制芯片,简化了传统的驱动电路。实验结果表明,主开关管两端的电压被箝位在一定数值,实现了ZVZCS,效率达到90%。     

280W移相全桥软开关DC/DC变换器设计

移相全桥变换器是最常用的中大功率DC/DC变换电路拓扑之一,它利用开关管的结电容和原边串联电感作为谐振元件,使开关管能进行零电压开通和关断,但传统移相全桥变换器输出整流二极管的反向恢复会引起电压振荡,二级管上存在很高的电压尖峰。280W移相全桥软开关DC/DC变换器采用了一种新的拓扑结构,在变压器原边加了2个箝位二极管,在实现开关管零电压开通和关断的同时,有效地抑制了电压振荡,消除了电压尖峰,减小了输出整流二极管的电压应力。分析了主电路的工作原理,给出了主电路参数和实验结果。     

基于单周期控制的有源箝位ZVS正激变换器

论述了单周期的理论基础以及它在有源箝位正激变换器中的运用。通过理论推导,得出了一些重要参数的选择依据,并介绍了单周期控制有源箝位零电压开关(ZVS)正激变换器的设计与电路实现。试制了一台120W,100kHz的实验样机,实验结果表明,该电路具有结构简单、效率高、输入电压范围宽、动态响应好等优点。     

有源箝位ZVZCS全桥变换器副边寄生振荡抑制的研究

为实现滞后臂开关管的零电流开关,在移相全桥变换器功率变压器的副边加入了有源箝位电路。同时,该有源箝位环节还能对输出整流二极管上的寄生振荡起到很好地抑制作用。为分析有源箝位环节的抑制作用及有源箝位环节相关参数对抑制作用的影响,将有源箝位环节对输出整流二极管寄生振荡的抑制过程分为两个阶段进行深入分析,并详细讨论了两个关键参数对寄生振荡抑制效果的影响及其设计原则。最后,通过1台4.8 kW/300 V、开关频率为20 kHz的实验样机对理论分析及有源箝位环节对输出整流二极管寄生振荡的抑制作用进行了验证。     

基于充电机的3kW移相全桥变换器

为了抑制输出整流二极管反向恢复引起的电压振荡,采用初级二极管箝位的电路拓扑设计移相全桥零电压开关(ZVS)变换器。通过改变移相角稳定输出电压,将开关管的结电容和外并电容与串接的电感作为谐振元件,实现开关管的ZVS。实验表明,该方案在实现软开关的同时,可以较好地抑制输出整流二极管上的电压振荡,减小输出整流二极管的电压应力。     

升压式有源箝位ZVS正激变换器分析

本文对升压式有源箝位零电压开关正激变换器的工作过程进行了分析。讨论了利用升压式有源箝位电路实现功率变压器的对称磁复位,利用功率开关寄生电容和励磁电感谐振实现零电压开关的方法。并通过仿真试验验证了电路分析的正确性。     

带箝位辅助谐振支路的改进型变换器研究

移相控制零电压全桥变换器利用变压器漏感和开关管的寄身电容可实现开关管的零电压开关,为了抑制整流输出寄生振荡,可以在初级加入一个谐振电感和两个箝位二极管构成辅助谐振支路,本文将辅助谐振支路与变压器交换位置,使辅助支路与超前臂相连,不仅抑制了次级寄生振荡和电压过冲,使整流管和箝位二极管工作在软开关条件下,而且减小了箝位二极管上电流有效值,减小了次级占空比丢失和初级通态损耗。分析了改进后变换器的工作原理,并对改进前后的变换器进行了比较。实验结果验证了电路的正确性。     

零电压过渡PWM正激变换器的原理与设计

论述了零电压过渡ＰＷＭ正激变换器的原理与设计。利用有源钳位电路实现主变压器铁心对称复位,功率开关在宽输入电压和宽负载电流范围内零电压开关。有源钳位技术增强了正激变换器的性能,试验证实了理论分析的正确性。     

单级组合式不间断高功率因数AC/DC变换器研究

提出了一类基于Boost-Flyback变换器的单级组合式不间断高功率因数AC/DC变换器电路结构与拓扑族。这类变换器由二极管整流桥和具有功率因数校正、不间断供电、输出电压快速调节等功能的Boost-Flyback变换器构成，可以将1种交流电压变换成所需要的输出直流电压。分析研究了这类变换器的3种工作模式(正常工作模式、后备工作模式、充电工作模式)、稳态原理特性、控制策略和关键电路参数设计准则，并给出了原理试验结果。这类变换器具有单级功率变换、不间断供电、网侧功率因数高、蓄电池与电网或负载高频电气隔离、输出电压调节速度快、体积重量小、成本低等优点。     

软开关大功率全桥PWM变换器拓扑结构的对比分析

比较分析三类主要的软开关大功率全桥PWM变换器拓扑结构，主要工作特征及各自的优势与不足，指出大功率全桥变换器的发展趋势，介绍一种采用饱和电感与次级有源钳位相结合的FB－ZVS－PWM变换器，它能有效抑制整流管电压过冲及振荡，扩大软开关负载范围，给出了拓扑结构，次级钳位控制电路及实测波形，该拓扑已成功应用在5kW,开关频率100kHz的功率电源中。     

一种双不对称升压倍增单元的耦合电感Boost变换器

为了满足光伏发电并网系统对DC/DC变换器的要求和解决耦合电感变换器的电压尖峰,提出一种无电压尖峰的高升压Boost。该变换器有如下特点:采用两组不对称倍压单元,提高了变换器的升压能力,同时又消除了耦合电感二次侧绕组因续流引起的高突变电压;采用不对称倍压单元中的电容与二极管构成无源无损钳位电路,避免额外增加钳位电路,降低了成本;漏感的能量得到吸收,提高了变换器的效率;同时,降低了开关管和输出二极管的电压应力,降低了变换器对器件的要求。详细分析了变换器的工作原理,并给出了关键性的公式推到和设计依据。最后,搭建了一台200 W的试验样机,实验验证了理论的正确性,满足了电网的需求。     

一种采用无源钳位电路的新型零电压零电流开关变换器

针对传统的全桥移相PWM零电压零电流(ZVZCS)DC-DC变换器存在的缺点,提出了一种在副边采用无源钳位电路的新型全桥移相PWMZVZCSDC-DC变换器。这种变换器可以有效实现超前桥臂开关管的零电压开关,以及滞后桥臂开关管的零电流开关。这里详细分析了此变换器的工作原理以及变换器各个阶段的工作模态,并且分析了此变换器实现软开关的条件。理论分析表明这种变换器具有副边电压应力低,实现软开关负载范围大,辅助电路损耗小等优点。通过一台0.8kW,60kHz的样机进行了实验,验证了理论分析的正确性。实验结果证明该变换器能够在较宽的负载范围内实现滞后桥臂的零电流关断,适用于大功率应用IGBT的场合。     

A novel active‐clamp zero‐voltage‐switching buck‐boost converter

An active‐clamp zero‐voltage‐switching (ZVS) buck‐boost converter is proposed in this paper to improve the performance of converter in light load condition. By employing a small resonant inductor, the ZVS range of switches could be adjusted to very light load condition. Moreover, 2 clamping capacitors are added in the converter to eliminate the voltage spike on the switches during transition. The operating principle of the proposed converter is analyzed, and the optimal design guide for full range ZVS is also provided. A 60‐W output prototype is experimentally built and tested in laboratory to verify the feasibility of proposed converter. The measured results show the critical ZVS operation of power switches at 1 and 0.7‐W output power for buck and boost mode, respectively. The peak conversion efficiency is up to 92.3%.     

一种前端级联 DC / DC 变换器的 开关磁阻电机驱动拓扑

针对开关磁阻电机传统不对称半桥功率变换器在电动汽车应用中的不足,提出了一种新型 DC/ DC 变换器级联在不对 称半桥功率变换器前端,以实现母线电压的调节以及制动能量的可控回馈。 首先,理论分析了变换器的工作模式;其次,分别建 立了励磁电压、退磁电压和关断角关于转速、负载的查找表,从而根据电机工况匹配合适的母线参考电压,并给出了系统整体的 闭环控制方案;最后,在一台三相 6 / 4 结构开关磁阻电机上进行了实验,实验结果验证了提出的新型功率变换器的有效性。     

Design and implementation of an interleaved soft‐switching converter with output voltage doubler

An interleaved pulse‐width modulation (PWM) converter with less power switches is presented in this paper. The buck type of active clamp circuit is used to recycle the energy stored in the leakage inductor of a transformer. The zero voltage switching (ZVS) turn‐on of power switches is realized by the resonance during the transition interval of power switches. At the secondary side of transformers, two full‐wave rectifiers with dual‐output configuration are connected in parallel to reduce the current stresses of the secondary windings of transformers. In the proposed converter, power switches can accomplish two functions of the interleaved PWM modulation and active clamp feature at the same time. Therefore, the circuit components in the proposed converter are less than that of the conventional interleaved ZVS forward converter. The operation principle and system analysis of the proposed converter are provided in detail. Experimental results for a 280 W prototype operated at 100 kHz are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed converter. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

非对称ZVS Zeta变换器及其驱动控制电路研究

针对一种非对称零电压开关(ZVS)Zeta变换器,通过分析它在连续导电模式(CCM)模式下的各工作状态,论述了其获得ZVS特性的原理,并进行了稳态公式的推导。在此基础上,提出了一种适用于该变换器特点的新型驱动控制电路,包括互补PWM信号产生电路、功率MOS管栅浮置驱动电路、适用于高压输出的采样反馈电路。将该变换器及其控制驱动电路应用于200 V/1.5 A输出的实际电源中,测试结果很好地验证了所述内容的正确性和可行性。     

A new integrated high step‐up quasi‐resonant flyback‐forward converter

This study presents a new high step‐up, high efficiency, flyback‐forward converter. The proposed converter employs 2 transformers, operating in flyback and forward modes at different intervals, to achieve the high voltage gain. In favor of high power density, transformers have been installed on 1 core. Furthermore, all switches are turned on under zero voltage switching condition, and all diodes are turned off under zero current switching condition. Also, the proposed converter utilizes resonant operation that leads to a reduction in switching loss, turning the converter to a highly efficient one. A 150‐W prototype has been implemented to verify the theoretical analysis, and a complete analysis has been done to investigate the effect of transformers integration.