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。     

一种隔离型有源箝位交错并联Boost软开关变换器

采用原边并联/副边并联的交错结构,提出了一种新型的隔离型有源箝位交错并联Boost软开关变换器。耦合电感的漏感限制了输出二极管关断电流的下降速率,抑止了输出二极管的反向恢复,大大减小了反向恢复电流引起的损耗。由有源开关和箝位电容组成的箝位电路吸收并无损的转移了漏感能量,消除了主开关管上的电压尖峰,而两相交错并联电路只需要一组箝位电路,大大简化了电路结构。在整个开关周期内,主开关管和辅助开关管都是零电压软开关动作,大大减小了开关损耗。最后,设计了一台40 V输入、380 V输出的1 kW试验样机。试验结果表明,所有的功率器件均为软开关工作。     

基于DSP的双极性双调制波高频链逆变器实现

研究了电压型高频链逆变器的拓扑及控制方式。选用了全桥全波式高频链逆变器作为主电路,采用双极性双调制波控制方案解决双向电压型高频链逆变器的固有电压过冲问题。理论分析了电路拓扑和控制策略的合理性和变换器开关器件实现软开关的可行性。设计了基于双极性双调制波控制的软件程序及数字PI控制器算法的TMS320F2812的闭环控制系统。实验结果表明,高频逆变桥开关管实现了ZVS开通,周波变换器开关管实现了ZCS关断,高频链逆变器输出高质量的正弦波电压,证明了基于DSP控制的双极性双调制波控制模式的高频链逆变器可行性。     

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。     

适用于微电网的软开关型高效光伏并网微型逆变器

针对光伏并网小功率逆变器应用场合,提出一种能实现软开关的两级式微型逆变器,其前级采用有源箝位正反激变换器电路,通过箝位电路实现主开关管漏源极电压箝位,利用漏感电流为主开关管结电容放电实现零电压开通;后级采用基于临界电流连续控制的传统单相全桥逆变器,通过控制电感电流双向流动,实现开关管的零电压开通。搭建的250 W并网逆变器样机验证了所提方案的可行性和正确性。结果表明基于软开关控制方式的微型逆变器能大大提高效率,适用于微电网中光伏并网微型逆变器等功率较小的应用场合。     

三电平Cuk型AC/AC变换器设计

针对传统AC/AC变换器的输出电压质量不高、大电压下开关管承受能力弱、输入输出电流纹波大的问题,提出了一种新型三电平Cuk型AC/AC变换器,为减少开关管尖峰和电路损耗,又设计了一种CLC无损缓冲电路。叙述了该变换器的工作原理,设计了主要参数,采用带电流极性检测的电压闭环控制方式,建立了该变换器和CLC的电路仿真模型。仿真结果表明,该变换器具有输出三电平、输出电压THD小、电压应力减小的优势,可适用于对电压质量要求较高的中大功率高压场合。该三电平的CLC缓冲电路可以有效降低电子开关器件的尖峰电压,实现零开断。     

一种适用于光伏并网发电系统的高增益ZVT交错并联Boost变换器

本文提出了一种新型的有源交错并联ZVT软开关电路，该电路是在普通交错并联Boost变换器的基础上增加耦合电感绕组和有源箝位辅助单元形成。耦合电感绕组的引入扩展了变换器的电压增益和减小了开关管的电压应力，因此减小了开关管导通损耗。耦合电感的漏感限制了输出二极管关断电流的下降率，抑止了二极管的反向恢复，大大减小了反向恢复电流引起的损耗。有源辅助开关和吸收电容组成的辅助电路吸收并无损的转移了漏感能量，消除了主开关管上的电压尖峰。在整个开关周期内，主管和辅助管都是零电压开关，大大减小了开关损耗。最后，设计了一台40V输入、380V输出的1kW试验样机。仿真和试验结果表明，所有的功率器件均为软开关工作，本电路特别适用于光伏发电系统中低电压输入、高电压输出的前段变换。     

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%。     

双Buck/Boost集成双有源桥三端口DC-DC变换器

在传统的双有源桥变换器的基础上集成两个双向Buck/Boost电路,提出了一种双Buck/Boost集成双有源桥三端口DC-DC变换器,该变换器实现了桥臂开关管的复用,提高了功率密度。以光伏-蓄电池混合发电系统为例对该变换器拓扑进行分析,采用移相+PWM进行控制,通过控制移相角实现输入与输出端口间功率传输,通过调节占空比来匹配输入端口电压等级,以实现光伏端口的最大功率点跟踪和平衡蓄电池端口的能量传递。分析了该变换器的工作原理、稳态与软开关特性,该变换器较大程度地改善了传统移相控制下DAB在移相角较小时的软开关条件,使得在宽工作范围内能够实现所有功率开关管的软开关。最后建立300W实验样机进行方案验证。     

有源箝位零电压开关DC-DC变换器拓扑的研究

有源箝位ZVS直流变换器实现了主开关管和辅助开关管的软开关,减少了开关管 上的电压应力和反向恢复相关的损耗。本文在有源箝位ZVS单元模块基础上,对有源箝位 ZVS直流变换器进行了全面的分析和研究。     

多谐振控制零电压开关单相高频隔离逆变器

针对双功率方向高频隔离变换器开关电压应力大、难以实现软开关等问题,为了提高输出电能质量,提出一种双向功率流两级高频隔离逆变器的调制及其控制方法,并对其各个工作模态和电路软开关条件进行详细的分析.该逆变器由原边的H桥、高频隔离变压器和位于副边的周波变换器构成,并加入钳位电路消除变压器副边的电压过冲和振荡.设计该逆变器及其配套钳位电路的调制方法,建立其数学模型,并采用多谐振控制器进行输出电压的精确控制.周波变换器和钳位电路均实现了零电压开关,讨论了原边中全桥电路的零电压开关条件.制作了1 kVA的实验样机,分别在电阻负载和整流器负载下进行了实验,测得总谐波畸变率分别为0.544％和3.1％,验证了调制方法和控制策略的有效性.     

有源箝位零电压开关DC-DC变换器拓扑的研究

有源箝位ZVS直流变换器实现了主开关管和辅助开关管的软开关，减少了开关管上的电压应力和反向恢复相关的损耗。本文在有源箝位ZVS单元模块基础上，对有源箝位ZVS直流变换器进行了全面的分析和研究。     

基于次级调压的有源箝位正激变换器的研究

根据有源箝位正激变换器的工作原理和实现软开关的条件,研究了一种基于次级调压的有源箝位正激变换器。该拓扑电路初级处于固定占空比的开环工作状态,通过变压器次级的磁放大电路进行稳压。该技术解决了传统有源箝位变换器主开关管难以实现软开关的问题。此处详细分析了新型变换电路的工作过程,设计了一款25 W的电源样机。实验结果验证了该理论分析的正确性和拓扑电路的高效性,在整个负载范围内完全实现了主开关管和箝位开关管的软开关功能,且软开关实现的条件不依赖于变压器参数。     

有源箝位全桥Boost倍压变换器

提出一种移相控制有源箝位全桥Boost倍压变换器(Phase-ShiftActive-clampFull-bridgeDouble-VoltageConverter,PSAFBDVC)。有源箝位网络抑制了桥臂间的电压过冲,移相控制实现了开关管的零电压/零电流开关。该电路电压增益高,适用于高压输出的场合。文中对PSAFBDC的工作状态、工作时序进行了详细分析,并给出了电路实验波形。实验结果证明了PSAFBDVC实现高压电源可行性。     

一种新型有源箝位推挽倍压变换器分析与设计

提出了一种新型高压变换器拓扑--有源箝位推挽倍压变换器(Active Clamping Push-Pull Dual Voltage Converter,简称ACPDVC).该电路实现了开关管的零电压开通,适用于要求低电压输入、高电压输出、高效率的开关电源.在此,对该变换器的稳态过程及工作特性进行了分析和推导,给出了实验验证.     

双向隔离型AC-DC矩阵变换器的软开关复合调制策略

针对双向隔离型AC-DC矩阵变换器,文中提出一种软开关复合调制策略,其中,前级3-1矩阵式变换电路采用对称双线电压调制法,以提高电压传输比;后级全桥电路采用互补控制,简单易实现;前后级电路之间进行移相控制。通过协调安排前后级脉冲宽度分布,使得矩阵变换器中的双向开关在采用简单的两步换流时,可保证全部开关器件实现零电压开关(zero voltage switching,ZVS)换流。仿真和实验结果表明,网侧电流三相平衡正弦,相电流谐波畸变率小于3%,功率因数接近于1,输出电压和电流为稳定直流,电压电流纹波小,变换器中的双向开关和普通开关器件均能实现ZVS换流。在宽负载范围(10%～100%)内效率均保持在94.5%以上,最高效率可达97.74%。因此,采用提出的调制策略可实现双向隔离型AC-DC矩阵变换器功率的稳定传输,在保证良好的输入输出性能的同时,实现了开关器件的零电压换流,具有高效率。     

Buck-Boost式三电平单级AC/AC变换器

提出了Buck-Boost式三电平单级AC/AC变换器电路拓扑,该变换器适用于高压场合,具有开关管的电压应力低、单级功率变换、变换效率高、三电平波形、实现升降压输出、输出电压THD较小、负载能力强等优点。该变换器的开关管电压应力是两电平的1/2,大大降低了在高压场合对开关管的电压应力要求。同时,研究了适用于该变换器的电压瞬时值反馈控制策略,该策略能够快速响应输入及输出电压的变化;并根据输出电压、电流的极性,分析了该变换器负载时的四种工作模式;以及该三电平变换器在CCM和DCM模式下的输入输出特性和外特性。实验结果充分证实了该变换器的正确性和先进性。     

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。     

一种低输入电流纹波高增益软开关DC-DC变换器

针对新能源发电系统输出电压低、电压稳定性差等问题，提出一种非隔离型低输入电流纹波高增益软开关直流变换器。该变换器结合有源钳位技术和耦合电感与二极管-电容倍压结构，提高了变换器的电压增益，降低了开关器件的电压应力。耦合电感自身漏感有效缓解二极管反向恢复问题，并通过有源钳位网络回收利用了漏感的能量，开关管无关断电压尖峰。利用耦合电感漏感，所有开关管均实现了零电压软开关，提高了变换器的效率。详细分析了变换器的拓扑结构与工作原理，并对电压增益、器件电压电流应力、软开关等电路性能进行了分析。最后，搭建了一台40 V输入、400 V输出、额定功率为160 W的试验样机，实验验证了该变换器具有低输入电流纹波、高电压增益、高变换效率和低电压应力等优点。     

三电平双有源桥直流变换器的优化调制

针对中点箝位型三电平双有源桥直流变换器(three-level neutral point diode clamped dual active bridge,TL-NPC DAB)提出了一种基于脉冲宽度调制加移相控制(pulse width modulation phase shift,PWMPS)的电流有效值优化调制策略.通过对变换器划分开关模式,分析各开关模式下工作特性,推导出优化调制策略下控制变量间的最优关系表达式.该调制策略在控制系统电流有效值达到最小的同时使所有开关管实现软开关,从而减小了损耗,提高了变换器的效率.实验结果验证了所提调制策略的有效性.