大功率双正激式DC/DC变换器的研究与开发

针对一种双正激式开关变换器新型拓扑结构,提出了一种独特的磁通能量维持控制方案,很好地解决了双正激式DC/DC变换器普遍存在的磁通维持阶段不理想问题,并有效解决了上下桥臂易出现直通短路的问题,使开关电源的可靠性大为提高.新拓扑的输入电压可以很高,其输出直流电源容量大、组数多,尤其适用于具有高压直流侧的大功率电力电子系统.在分析主电路和控制等回路结构原理的基础上,结合仿真波形以及实验结果验证了该正激变换器的优点.     

一种交错并联双向DC/DC变换器仿真的研究

本文提出了一种用于机电制动/发电能量循环利用的双向DC/DC变换器。该变换器不仅增益比高,而且利用了交错并联技术,电流和电压纹波明显减少。通过仿真分析证明了这种变换器的有效性。     

交错并联磁集成开关电感双向DC/DC变换器

提出一种具有开关电感的交错并联磁集成双向DC/DC变换器,利用开关电感替代传统双向DC/DC变换器中的储能电感,并将所有电感集成为一个耦合电感,充分减小了磁性器件的体积,优化了变换器暂稳态性能。分析了变换器的工作模态,推导得到了变换器电压增益表达式,通过对变换器暂稳态电感的研究对其暂稳态性能进行了深入探讨,并通过推导得出该类变换器耦合电感耦合度的设计准则,同时提出了一种该变换器耦合电感的设计方法。交错并联磁集成开关电感双向DC/DC变换器Boost模式的电压增益是传统变换器的(1+D)倍,使输入输出电流纹波得到减少,同时提高了变换器的动态响应速度。     

交错并联磁集成软开关双向DC/DC变换器的研究

交错并联磁集成软开关技术可以减小变换器输出电流纹波,提高动态响应,减小开关损耗。介绍了一种交错并联磁集成双向DC/DC变换器电路拓扑结构,该变换器具有开关器件电压应力低,输入输出电压变比大的优点。分析了变换器在Boost和Buck模式下的工作模态,并推导了稳态工作时的基本方程,获得了稳态电压增益,通过等效电感分析了输出稳态纹波与动态响应和集成电感耦合系数的关系,并给出了设计范围,利用阵列式磁芯设计了耦合电感,并给出了设计方法。采用交错并联磁集成技术,减小了输入输出电流纹波;给出了软开关的实现条件,可以实现所有开关管的零电压开关(ZVS)导通,减小了开关损耗。研制了原理样机,通过实验验证了理论分析的正确性。     

新型ZVS交错并联双管正激组合变换器的研究

提出了一种新型零电压开关交错并联双管正激组合变换器。该变换器由两路双管正激变换器交错并联构成,共用一个高频变压器,提高了磁芯利用率。同时,该变换器保留了双管正激变换器开关电压应力低、可靠性高的优点。采用有限双极性控制,利用变换器副边谐振电感的能量来实现开关管的零电压开关。本文详细分析了该变换器的工作原理,并且给出了实验结果。     

直流供电交错并联双向DC/DC变换器切换控制策略

分布式可再生能源的推广应用、节能减排的需求以及用户终端负荷特性的变化,给传统交流供电带来了巨大挑战,直流供电因其强大的节能优势受到广泛关注。作为直流供电系统的关键组成部分,DC/DC变换器对稳定性有较高的要求。目前变换器普遍采用小信号建模,建模精度不高,在面临大的扰动时系统可能变得不稳定。文中基于切换系统理论,提出一种储能交错并联双向DC/DC变换器的切换控制方法,直接对系统进行大信号建模,建模精度高。首先选取系统储能函数作为共同的Lyapunov函数并设计最优切换率,然后分析了该切换率条件下系统在切换平衡点处的稳定性,最后在Matlab中进行了仿真,搭建了基于SiC MOSFET的双向DC/DC变换器样机进行验证。实验验证了该切换控制策略的有效性。     

基于分布式控制的DC/DC变换器并联系统自动交错方案

本文介绍了一种应用于DC/DC变换器并联电源系统的交错控制方案.该方案采用分布式控制,能够实现系统的并联交错运行,并且当系统中参与并联的模块数目发生变化时,该方案能够自动进行调整,使系统重新达到交错运行状态,从而实现自动交错.相对于通常的交错控制方案,该方案最大的特点就是不需要交错线,各模块之间只有输出端通过负载相连,此外无其他任何连接线,因此能够真正实现模块化,提高了系统灵活性,而无交错线的实现也避免了系统由于交错线而引入的运行风险,提高了运行可靠性.本文详细阐述了该方案的原理与实现,并且通过一台基于该方案的三模块并联DC/DC电源系统的实验进行了验证,实验结果表明该方案是可行的.     

单相并网逆变器前级交错并联DC/DC变换器的研究

对燃料电池/太阳能单相并网逆变器中的前级升压DC/DC变换器进行研究,详细分析了交错并联DC/DC变换器的电路拓扑和工作原理,推导了其系统平均模型,在此基础上将电压调节器设计成典型的超前—滞后网络,确保了系统的稳定性和动态性能。用DSP实现控制器算法和PWM信号生成,简化了硬件设计,给出了系统总体结构和控制器的DSP具体实现。实验结果验证了理论分析和控制策略的有效性。     

交错并联DC/DC变换器中集成磁件无直流偏磁控制策略研究

在开关电源中存储和传递直流功率,会在磁件铁心中产生较大的直流偏磁,限制了磁件铁心利用率和电源性能的提高。本文依据消除直流偏磁的思想,提出了利用移相控制策略消除直流偏磁的控制理论,并把该控制策略应用于双通道交错并联型Buck变换器的耦合电感,提出了两种控制方式,并分析了变换器的在两种控制方式下的工作过程,通过仿真和实验表明,集成磁件在磁路不存在气隙的结构下消除了直流偏磁,验证了该控制策略的实用性。     

交错并联磁集成双向DC/DC变换器的设计准则

双向DC/DC变换器中大功率储能电感的设计是一件困难而具有挑战性的工作,提出研究双向DC/DC变换器的交错并联磁集成理论以克服这一困难。将三相Buck+Boost双向DC/DC变换器的所有相电感集成为一个耦合电感,对磁集成后变换器运行在Buck模式下的稳态电流纹波和暂态响应速度进行深入研究,给出三相Buck+Boost交错并联磁集成双向DC/DC变换器运行在Buck模式下的设计准则,即在设计这种变换器时,应根据占空比的大小及稳态相电流纹波和暂态总输出电流响应速度的技术要求,利用该文所给出的设计公式和设计区域选择磁集成耦合电感的反向耦合系数。仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

一种交错并联控制的宽范围输入直流变换器

提出了一种新型交错并联控制策略,以根据电压输入的大小改变直流变换器在稳态时的工作方式,降低输出整流二极管的最大耐压。将其应用在宽范围输入场合,可减小变换器的传导损耗。为了验证这种控制策略的优点,还提出了一种双半桥并联结构的变换器,并采用了新的整流结构。该变换器的主要特点是减小了单个变压器的体积;减小了输出整流二极管的最大耐压;减少了传导损耗。这些优点都来自于采用了新型交错并联控制后,两路变压器次级电压输出之间产生的移相角。最后由实验模型(100kHz/500W)证明了理论分析的正确性。     

交错并联技术在并联DC-DC变换器纹波抑制中的分析与应用

交错并联技术在大功率、多重化DC-DC变换器应用广泛,能够有效地减小DC-DC变换器的纹波值从而提高其供电品质。根据交错并联技术的特点,通过对DC-DC变换器输入、输出电流的纹波波形进行叠加分析,推导出在多模块并联条件下,纹波峰峰值与占空比和各模块触发脉冲相移之间的定量关系。推广到不同拓扑结构的非隔离DC-DC变换器中应用,最后在MATLAB/Simulink仿真环境下对三模块交错并联DC-DC进行仿真验证,证明了结论的正确性,对于减小多重化DC-DC纹波具有一定意义。     

两相正激DC/DC变换器技术研究

两相正激DC/DC变换器可使输入、输出电容体积大大缩小,通过较小功率处理单元的并联可获得大的功率输出.介绍了单电感、双电感两种结构两相正激DC/DC变换器工作原理,分析了两种电路结构中各元器件的电应力.以输出为7 V/10 A DC/DC的变换器为例,对两种电路结构进行了实验对比.实验表明,双电感结构电路变换效率优于单电感结构,但单电感结构的电路元器件数量少于双电感结构,后者在对体积要求苛刻的应用中极具吸引力.     

零电压开关推挽正激直流变压器

提出了一种零电压开关推挽正激直流变压器(Zero Voltage Switching Push-pull Forward DC/DCTransformer,简称ZVSPPFDC/DCT)。它利用漏感实现了功率管的零电压开关,可广泛用于不间断电源、电压调整模块、分布式系统、航空静止变流器、功率因数校正、多路输出等领域。文中详述了该电路的工作原理,分析了实现零电压开关的条件,并进行了仿真分析。最后,在1kW零电压开关推挽正激直流变压器的原理样机上验证了理论分析的正确性。     

正激式DC/DC多路输出变换器设计

介绍了正激式DC/DC多路输出电源拓扑,简单介绍了两种精确调节技术:利用磁放大器进行后级调节和次级同步调节技术(SSPR)实现精确输出,并比较了其各自的优缺点.最后以一个设计示例,采用次级同步调节技术,运用AP法讨论了正激式多路输出变压器、耦合电感器的优化设计,以提高多路输出变换器的效率,改善负载调整率、交叉调整率等问题.实验结果表明,采用次级同步调节技术方案有效地提高了多路输出变换器的效率,改善了负载调整率、交叉调整率.     

一种新型DC/DC倍压变换器

该变换器采用高频负倍压电路,实现从正到负的ＤＣ／ＤＣ倍压变换,具有结构简单价廉。纹波小,效率高,功率密度高等优点。     

一种高效率高可靠性的推挽正激直流变换器

推挽正激变换器是低压大电流输入场合的理想拓扑之一,但其输出整流二极管上由于反向恢复产生很高的电压尖峰。这将导致整流二极管选取困难,并影响其使用寿命。研究了一种加无源无损缓冲吸收的推挽正激变换器,整流二极管上尖峰电压小,可靠性高。并给出了该变换器的工作原理和缓冲电容的参数设计,还通过1kW实验样机给出了加缓冲吸收电路前后的实验波形。样机取得了高效率和高可靠性。