低电压电流应力的有源钳位ZVS软开关技术

有源钳位零电压开关(zero-voltage switching,ZVS)软开关拓扑被广泛应用到DC/DC变换器实现开关管零电压开通。传统有源钳位软开关拓扑存在电压、电流应力大且占空比丢失严重的问题,制约了其在大功率DC/DC变换器中的应用。该文提出改进的有源钳位软开关拓扑,在传统拓扑基础上增加由二极管与辅助电感组成的电流转移电路,使二极管电流应力、钳位电压及占空比丢失均减小一半,提高变换器效率及可靠性。分析所提有源钳位软开关拓扑应用于Buck变换器及Boost变换器的工作原理,并对拓扑进行性能分析及参数设计。最后,在功率为1.2k W的Buck变换器及Boost变换器中,实验验证所提有源钳位软开关拓扑的正确性。     

基于IGBT有源缓冲高功率因数校正器应用

介绍了一种采用有源缓冲技术来减小开关损耗和提高功率因数的新型升压校正器,该有源缓冲电路由电感、电容、二极管和一个辅助开关组成.由于升压开关零电流关断,因此该技术十分适合用于绝缘栅双极性晶体管(IGBT).升压开关及二极管串联的有源缓冲电感减少了二极管反向恢复损耗,此外,辅助开关零电压工作.     

一种优化的反激式微逆变器有源钳位控制方式

针对反激式并网微型逆变器有源钳位电路,通过分析其工作过程,给出了反激输出侧二极管与辅助开关管体二极管的导通时刻以及两者导通先后顺序判断及其理论依据,提出了一种优化的控制方式.通过适时地控制辅助开关管的导通与关断,在实现主、辅开关管的零电压开关(ZVS)以及反激输出侧二极管的零电流开关(ZCS)的基础上,进一步实现主、辅开关管体二极管的ZCS,最大限度地降低了系统的开关损耗.最后,仿真结果验证了有源钳位控制方式的正确性.     

一种新型的有源交错并联Boost软开关电路

重点研究了有源交错并联Boost的软开关技术，提出了一种新型的有源交错并联的Boost软开关电路。在Boost主开关两端并联一个由有源辅助开关和关断缓冲吸收电容组成的有源缓冲吸收支路，：Boost的主开关管可以实现零电流导通和零电压关断，二极管的反向恢复电流带来的能量损耗能够大大减少。并且，在整个开关周期期间，附加的辅助开关管都是零电压开关。最后，设计试制了一台1．2kW实验样机。结果表明，该电路的所有功率器件均实现了软开关。     

一种软开关交错并联PFC变换器

重点研究了基于TI的UCC28070控制的一种有源软开关交错并联Boost PFC变换器,提出了一种新型的有源交错并联的Boost软开关电路。在Boost主开关两端并联一个由有源辅助开关和关断缓冲吸收电容组成的有源缓冲吸收支路,Boost的主开关管可以实现零电压开通与关断,二极管的反向恢复带来的能量损耗能够大大减少。并且,在整个开关周期期间,附加的辅助开关管是零电压开关。最后,设计试制了一台5 k W实验样机,结果表明,该电路的所有功率器件均实现了软开关。     

一种有源交错并联Boost软开关电路

本文提出了一种新型的有源交错并联的Boost软开关电路。在boost主开关两端并联一个有源辅助开关和关断缓冲吸收电容组成的有源缓冲吸收支路。使用该拓扑结构，Boost的主开关管可以实现零电流导通和零电压关断，二极管的反向恢复电流带来的能量损耗能够大大削减。并且，在整个开关周期期间，附加的辅助开关管都是零电压开关。在理论分析的基础上，试制了1台1.2kW实验样机     

一种新颖的ZVT Boost变换器

脉宽调制（Pulse Width Modulation,简称PWM）Boost变换器被广泛用作DC/DC变换器和功率因数校正装置。提出了一种新颖的零电压转换（Zero Voltage Transition,简称ZVT）Boost变换器,利用能量反馈辅助电路实现了升压管的ZVT和升压二极管的软开关。辅助电路由辅助开关管、耦合电感（反激变压器）和反馈二极管构成。辅助开关管实现了零电流开通和近似零电压关断,变换器的效率较高,电磁干扰低。在辅助开关管关断时,耦合电感将谐振电路中的能量馈送至电源端,功率器件的电压电流应力较低,辅助电路的传导损耗较小。详细分析了该变换器的工作原理,并通过样机进行了验证。     

含耦合电感升压单元的高增益变流器

为进一步改进传统Boost变流器中存在的问题,提出了一种基于耦合电感升压单元的新型变流器。它解决了原变流器中存在的高开关管电压应力、高尖峰电流及变换效率低等难题。通过引入有源箝位电路回收了漏感能量、吸收开关管关断电压尖峰并使所有开关管实现软开关。通过引入绕组串联升压单元使变流器更适用于高升压场合。深入分析了变流器的工作过程、原理,并通过实验进行了验证,证明了所提变流器在高升压比场合是一个有竞争力的选择。     

一族基于改进型零电流开关单元的PWM变换器

提出一种改进型ZCS-PWM开关单元。该开关单元能在整个变换范围内实现所有有源开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源开关管的零电压开关(ZVS),而且通过无源钳位电路彻底地消除了所有开关管的电压尖峰,并使得所有开关管的电流应力都很小。详细分析了基于该开关单元的Boost变换器,研究结果验证了这种零电流开关技术的可行性,最后得出了基于该开关单元的一族变换器。     

可实现辅助开关管准零电流开关的半无桥功率因数校正变换器

提出一种可实现辅助开关管准零电流开关的零电压转换半无桥功率因数校正变换器拓扑。通过增加一个有源辅助谐振支路,变换器实现了主开关管的零电压开关和升压二极管的自然开关,并且没有增加它们的电压应力。与此同时,它还进一步减小了辅助开关管的开关损耗,而各连通二极管也均实现了自然开关。理论分析变换器的工作模态,详细讨论变换器软开关实现条件和控制策略,在此基础上给出有源辅助谐振支路参数设计。设计一台开关频率100kHz、额定输出400V/600W的原理样机,验证了变换器设计方案的可行性和理论分析的正确性。     

一种全波整流有源箝位ZVS正激变换器的研究

介绍了一种中心抽头全波整流有源箝位ZVS正激变换器的工作原理及主要参数计算。有源箝位电路由一个箝位开关管和箝位电容组成。变压器磁芯实现无损复位,励磁能量和漏感能量全部传递到负载,磁芯利用率高,功率开关管承受电压应力降低。通过变压器漏感与开关管输出电容的谐振,主开关管与箝位开关管都可以实现ZVS开通,提高了变换器工作效率。首先分析了变换器工作原理,然后给出了主要参数的计算方法,最后通过样机(48V输入,5V/20A输出)实验验证了该拓扑的高效性能。     

一种改进的ZVZCS全桥PWM变换器

针对当前零电压、零电流全桥DC/DC变换器需要在辅助电路中增加有源或有损器件及二次侧整流二极管电压应力增大的问题,提出一种改进的电路拓扑结构并对工作过程进行了分析。电路超前臂零电压工作的实现方法与其他传统电路相同,采用外加辅助电容实现;滞后臂的零电流工作条件由2个二极管和1个电容构成的辅助电路实现。辅助电路中不含有源、有损器件,不会增加电路的额外损耗,相比其他拓扑结构,具有更高效率。由于与变压器二次侧抽头并联的钳位电容数值较大,将变压器副边的电压钳位,所以不会增加二次侧的整流管的电压应力。仿真结果验证了电路分析的正确性和设计的可行性。     

基于新型箝位电路的低电压应力零电流开关半桥PWM变换器

提出一种基于新颖箝位支路的零电流开关半桥PWM变换器。与传统的不对称半桥变换器相比,该变换器在变压器的副边电路中增加了一条由辅助开关管与谐振电容串联组成的辅助支路。该变换器不仅能在整个负载范围内实现主开关管和辅助开关管的零电流开关以及所有二极管的零电压开关;而且通过无源箝位支路,消除了辅助开关管和整流二极管的电压尖峰;采用对称控制,因此变压器不存在电流偏磁,且主开关管的电压应力相等。详细分析箝位支路的工作原理和变换器的工作特性,并给出实现软开关的条件,实验结果验证了该变换器的可行性。     

1kW最小电压有源箝位ZVS PFC变换器

提出了最小电压有源箝位(MVAC)功率因数校正变换器电路，将辅助开关与谐振电感和箝位电容串联支路并联，谐振电感可以抑止二极管的反向恢复电流，有效的减少由二极管反向恢复引起的损耗，箝位电容箝位谐振电感在主开关关断时所产生的电压应力。主开关和辅助开关均可实现ZVS开关，变换器具有电压应力较低的特点。本文分析了最小电压有源箝位功率因数校正变换器中功率器件的电压应力和软开关条件，研制了一台1kW最小电压有源箝位功率因数校正变换器。     

40kW复合有源箝位ZVS三相PWM整流器效率优化

复合有源箝位零电压开关(ZVS)三相PWM整流器能够实现所有开关管的ZVS,并能抑制所有开关反并二极管的反向恢复电流,所有开关管的电压应力均被箝位在一个稍高于直流母线电压的固定值,电路可采用空间矢量调制(SVM).为了优化电路效率,首先对软开关辅助回路的谐振参数进行优化设计,得到一组最优的谐振参数,然后通过辅助开关管的...     

一种改进PWM控制半桥ZVS变换器研究

本文分析了一种半桥软开关直流变换器。与传统半桥电路相比,该电路增加了一个由辅助开关管和一个二级管组成的支路。采用一种改进的PWM控制方法。主开关管不仅工作在对称状态,而且能很好地实现软开关。辅助开关开关管在主开关管关闭期间实现ZVS和ZCS导通,辅助开关管不仅为主开关管实现ZVS创造了条件,而且大大减轻了变压器漏感和主开关管结电容之间的振荡。文中详细分析了该变换器的工作原理,仿真和试验研究表明,该变换器具有优良的性能。     

1kW最小电压有源箝位PFC变换器

提出了最小电压有源箝位(MVAC)功率因数校正变换器电路，将辅助开关与谐振电感和箝位电容串联支路并联，谐振电感可以抑止二极管的反向恢复电流，有效的减少由二极管反向恢复引起的损耗，箝位电容箝位谐振电感在主开关关断时所产生的电压应力。主开关和辅助开关均可实现ZVS开关，变换器具有电压应力较低的特点。该文分析了最小电压有源箝位功率因数校正变换器中功率器件的电压应力和软开关条件，研制了一台1kW最小电压有源箝位功率因数校正变换器。     

一种新型正-反激变换器的研究

在传统对称式电阻、电容、二极管RCD(resistance capacitance diode)箝位正激变换器基础上,通过引入中间电容和用开关管代替副边的一个二极管,提出了一种具有正反激功能的新型变换器。该变换器在继承传统对称式RCD箝位正-反激变换器的高效率、占空比可大于0.5和低开关管电压应力优点的同时,进一步拓宽输入电压变化范围和提高输出电压增益。首先分析了变换器工作于激磁电流连续导电模式MCCM(magnetizing current continuous mode)的工作过程,详细分析了MCCM和激磁电流断续导电模式MDCM(magnetizing current discontinuous mode)2种模式下的宽范围和增益特性以及原/副边开关管实现零电压转换ZVS(zero voltage switch)的条件;然后确立了在一定漏电感功率下箝位电阻值与箝位电容电压之间的函数关系曲线,并以此作为选取箝位电阻参考。最后,通过一台实验样机验证了理论分析的正确性。     

基于SiC MOSFET的移相全桥ZVS变换器

移相全桥ZVS变换器通过软开关技术,显著地减小了开关损耗,并进一步提高装置的效率,得到了广泛应用,但传统移相全桥ZVS变换器在低压大电流情况下整流二极管导通损耗较大。首先采用同步整流技术,降低了次级整流管的导通损耗;然后采用在原边加箝位二极管的方法抑制了副边整流管两端的电压尖峰;并且采用在原边串联隔直电容的方法抑制直流分量;最后用Saber搭建SiC MOSFET半桥模块的仿真模型,通过MATLAB和Saber协同仿真来验证高频下SiC MOSFET的工作特性。