新型磁集成零电压零电流软开关全桥变流器

提出了一种新型的磁集成零电压零电流软开关移相全桥DC/DC变流器。该磁集成变流器将3个电感和1个变压器集成于同一磁心中,变压器的漏感同时用做储能电感,传统全桥电路中的输出滤波电感也被移去。因此,二次侧整流管可工作于零电流模式,整流管上的电压尖刺也可被输出电压箝位。另外,变压器中的励磁电流作为电流源为一次侧开关管的寄生电容充放电,因此一次侧开关管在全负载范围内均可实现零电压开通。与分立元件方案相比,该磁集成方案具有元件少、体积小、成本低和磁损小的优点。制作了300 W、350~400 V输入、12 V输出的样机,验证了理论分析的正确性。     

改进型ZCS-PWM Boost变换器的仿真研究

提出一种改进型的ZCS-PWM开关单元,使主开关管和辅助开关管实现零电流开关（ZCS）及所有无源开关的零电压开关（ZVS）。该文重点是对改进后的Boost ZCS—PWM变换器的主电路进行原理分析,并使用MATLAB进行仿真,最终通过仿真结果验证了该软开关技术的可行性。     

一种新型双向软开关DC/DC变换器及其软开关条件

提出了一种新型的隔离型双向软开关DC/DC变换器。变换器中的开关元件能够在全负载范围内实现软开关并且二极管实现零电流关断。上述措施有效地减少了开关损耗,电磁应力和电磁干扰。在简要介绍变换器工作原理的基础上,本文着重分析了电压、电流的变化规律,特别是推导出各开关元件实现软开关的条件及其数学表达式,并得到了实现软开关的通用条件。试验结果证明根据该通用条件设计的实验样机能够在大负载范围内实现软开关。     

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。     

宽范围软开关PWM全桥模块化多电平DC-DC变换器的比较分析

本文分析了2种宽范围软开关全桥(full bridge,FB)模块化多电平DC-DC变换器(modular multi-level DC-DC converters,MMDCs),并对2种MMDCs进行了比较评价。所讨论的拓扑结构具有传统FB MMDC的所有优点,初级开关上的电压应力更小,不增加初级钳位装置和模块化主结构。此外,各变换器的初级开关可以在大负载范围内获得零电压开关(zero voltage switch,ZVS)或零电流开关(zero current switch,ZCS)。根据软开关特性、电流应力、功率损耗分布等性能、元件和拓扑结构指标,对所提出的FB MMDCs进行了分析和评价。实验结果也验证了新拓扑的可行性和优越性。     

一种新颖的ZVZCS-PWM三电平变换器研究

由于三电平变换器的主开关管电压应力为输入电压的50%,因而该变换器在高电压输入场合获得了广泛的应用.三电平变换器采用移相控制可实现超前桥臂的零电压开通,但与通常的移相桥式变换器一样,其滞后桥臂较难实现软开关.针对这一问题,提出了一种利用变压器次级辅助电路实现滞后桥臂零电流关断的零电压零电流开关脉宽调制(Zero-Voltage and Zero-Current-Switching Pulse Width Modulation,简称ZVZCS-PWM)半桥式三电平变换器,该变换器在宽负载范围内实现了滞后桥臂的零电流软开关(Zero-Current-Switching,简称ZCS-PWM),解决了难以实现滞后管软开关的难题.详细分析了该变换器工作原理及超前桥臂和滞后桥臂软开关的工作条件,在此基础上设计并制作了一台实验样机,得出令人满意的实验结果.     

A ZVS‐ZCS phase shift full bridge DC‐DC converter with secondary‐side control for battery charging applications

The output power requirement of battery charging circuits can vary in a wide range, hence making the use of conventional phase shift full bridge DC‐DC converters infeasible because of poor light load efficiency. In this paper, a new ZVS‐ZCS phase shift full bridge topology with secondary‐side active control has been presented for battery charging applications. The proposed circuit uses 2 extra switches in series with the secondary‐side rectifier diodes, operating with phase shift PWM. With the assistance of transformer's magnetizing inductance, the proposed converter maintains zero voltage switching (ZVS) of the primary‐side switches over the entire load range. The secondary‐side switches regulate the output voltage/current and perform zero current switching (ZCS) independent of the amount of load current. The proposed converter exhibits a significantly better light load efficiency as compared with the conventional phase shift full bridge DC‐DC converter. The performance of the proposed converter has been analyzed on a 1‐kW hardware prototype, and experimental results have been included.     

一种用耦合电感实现零电压零电流开关的移相全桥变换器

在高压大功率场合,通常用IGBT作为开关器件。由于其关断的电流拖尾现象,IGBT零电流关断能有效减小开关损耗。提出一种新型移相全桥零电压零电流开关(ZVZCS)方案,通过1个双绕组的耦合电感和2个二极管实现滞后臂开关管在宽负载范围的零电流关断(ZCS)。所增加的二极管可以实现软开关,耦合电感的漏感并不会对增加的二极管产生附加的电压应力。为减小耦合电感的励磁电流对ZCS的影响,通过在所增加的2个二极管上各并联一个小电容,在不增大耦合电感尺寸的条件下增加复位电压的作用时间,保证滞后臂开关管的ZCS。在理论分析的基础上进行了计算机仿真,并设计了一台开关频率为68 k Hz、输出为100 V/10 A的样机进行实验验证。仿真和实验结果证明了所提方案的有效性。     

软开关PWM三电平直流变换器

系统地提出PWM三电平直流变换器的一族共9种控制方式,根据一对开关管中两只开关管的关断情况,将这9种控制方式归纳出两类开关切换方式。引入超前管和滞后管的概念,提出它们实现软开关的方式,将软开关PWM三电平直流变换器归纳为零电压开关和零电压/零电流开关两类,并分别指出适合它们的控制策略。提出在零状态电流复位的方法,提出几种零电压/零电流开关三电平直流变换器的电路拓扑。     

双向全桥LLC谐振变换器的理论分析与仿真

将LLC谐振网络引入到全桥双向DC-DC变换器中,提出一种新型双向全桥LLC谐振变换器。该变换器主要由传统全桥双向DC-DC电路和LLC谐振网络组成。该电路可以在全负载范围内实现功率开关管的零电压开通关断和整流环节的零电流开通关断。文中介绍和分析了变换器的拓扑结构与工作原理,并通过仿真验证了理论分析的正确性。     

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。     

一种新颖的ZCZVS PWM Boost全桥变换器

提出一种新颖的零电流零电压开关：PWM Boost全桥变换器，超前管利用输出滤波电容的能量可以在很宽的负载范围内实现ZCS，滞后管可以在任何负载下实现ZVS。与ZCS PWM Boost全桥变换器相比，所提出的变换器没有电流占空比丢失的问题。该文详细分析该变换器的工作原理，参数设计原则，并通过一个480W的原理样机，验证分析结果。     

一种新颖的ZCZVS PWM Boost全桥变换器

提出一种新颖的零电流零电压开关PWM Boost 全桥变换器，超前管利用输出滤波电容的能量可以在很宽的负载范围内实现ZCS，滞后管可以在任何负载下实现ZVS。与ZCS PWM Boost 全桥变换器相比，所提出的变换器没有电流占空比丢失的问题。本文详细分析该变换器的工作原理，参数设计原则，并通过一个480W的原理样机，验证分析结果。     

基于脉冲宽度调制控制策略的零电流开关高功率因数AC/DC变换器

目前，对单级功率因素校正电路的研究大多集中在小功率应用领域，为此该文提出一种能够应用于中大功率场合、实现了零电流开关的单级高功率因数AC／DC变换器拓扑。通过在全桥变换器中增加辅助开关实现了PWM控制，它不仅能够在很宽的负载范围内实现零电流开关和功率因数校正，而且解决了全桥谐振电路中。在不采用移相控制的情况下，必须采用PWM控制策略的问题。与2级式功率因数校正电路相比，提高了动态响应的速度、降低了成本，并且开关管的电压应力较低。仿真和实验分析验证了变换器的优越性。     

一种带有软开关缓冲电路的变流器

为提高变流器的能量转移能力,降低控制电路的复杂性,提出一种适用于升压变流器的新的有源软开关缓冲电路。该电路利用辅助开关来参与能量转移;且升压变流器和缓冲器的开关能以零电压切换(ZV S)关断和零电流切换(ZCS)导通的方式工作。虽然流过升压变流器和缓冲器开关的电流不同,但这些开关在导通的大部分时间里并联运行,因此缓冲器开关参与了从电源到输出的能量转移。两个开关采用相同的控制信号和非隔离的门极驱动电路,控制电路十分简单、可靠。该方法通过一个3.2 kW升压变流器原型的实验结果得到证实。     

高升压增益软开关DC-DC变换器

在软开关Boost变换器基础上,通过引入Flyback单元,提出了一种高升压增益软开关DC-DC变换器,进一步提高了变换器的电压增益,避免了高占空比,减小了开关管电压应力。因此,可选取低电压等级低导通电阻MOSFET以降低变换器的成本,提高变换器的效率。在开关管关断期间,漏感能量向负载传递,有效利用了漏感能量,且无需额外的吸收电路。此外,变换器实现了开关管的零电压(ZVS)导通和二极管的零电流(ZCS)关断,进而消除了开关管的开通损耗和二极管的反向恢复损耗。研究了高升压增益软开关DC-DC变换器电路的工作特性和占空比丢失的主要原因,分析了该变换器的元器件应力及电路损耗。设计了一台160W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

新型ZVZCS全桥变换器的研究及其改进

讨论了一种新型零电压零电流开关(ZVZCS)的DC/DC移相控制全桥变换器。为了提高变换器效率,在变压器次级增加了由一个小电容和两个小二极管组成的简单辅助电路。该变换器的超前臂实现了零电压开关(ZVS),滞后臂实现了零电流开关(ZCS)。分析了该变换器的工作原理,并针对其在轻载情况下,超前臂IGBT的ZVS效果不佳,对其进行了改进。对一台用于电动汽车充电的10 kW样机进行了实验。实验结果证明该变换器是简单可靠的。     

大功率海洋电磁发射机DC-DC可控源电路特性分析

海洋电磁发射机通过向海底发射大功率的电磁波,来获取海底结构和矿产资源的分布规律,但目前发射机存在体积大、发射功率小等问题,直接影响勘探深度。提出采用PWM变换器组成发射机DC-DC可控源电路,然而常规的零电压开关全桥(ZVS-FB)PWM变换器存在高环流能量、占空比丢失以及滞后桥臂的ZVS范围受限等问题,为此介绍一种利用零电压零电流开关全桥(ZVZCS-FB)PWM变换器组成可控源电路。采用非对称移相控制,分析电路工作过程及特性,主要包括最大控制占空比、一次电流复位和隔直电容、占空比丢失、开关损耗以及环流能量等。仿真和实验结果表明该DC-DC可控源电路实现了超前桥臂的ZCS开通和ZVS关断以及滞后桥臂的ZCS开通和关断,提高了电路效率和功率密度。     

对称控制全桥谐振PWM软开关变换器

针对传统对称控制全桥变换器不能实现软开关而导致变换器效率较低的现状,提出了对称控制全桥谐振PWM(FB-RPWM)变换器,详细分析了FB-RPWM变换器的工作模式及其稳态特性。分析结果表明:FB-RPWM变换器虽然采用对称控制,却仍在全负载范围内实现了所有桥臂开关管的零电压开通(ZVS)和输出二极管的零电流关断(ZCS),且其输入输出电压传输比与负载、开关频率和占空比无关,呈现出直-直变压器(DCX)的工作特性。与移相全桥(PSFB)变换器相比,FB-RPWM变换器减小了两个开关管的关断电流,且变压器一次侧采用隔直电容,实现了励磁电感电流的零直流偏量,降低了变压器损耗,进一步提高了变换器的效率。最后,搭建了一台400V输入、50V/10A输出的实验装置,验证了理论分析的正确性。     

小电流纹波的ZVZCS全桥PWM变换器研究

为了减小输出电流的纹波,在传统的全桥移相零电压零电流(ZVZCS)-PWM变换器的基础上设计了一种优化的变换器。通过在次级引入一个辅助电路,既能使超前臂实现ZVS,滞后臂实现ZCS,又能减小输出电流纹波。辅助电路中无损耗元件和有源开关,能克服传统变换器的缺点。该电路具有高效率,低损耗,小电流纹波和能带大功率负载的优点。根据电路特征和设计要求,选择采用2.5 kW,100 kHz的IGBT作为基本元件研制了一台实验样机,并验证了该理论的正确性。