一种带辅助支路的移相全桥变换器的改进研究

简单介绍传统移相全桥零电压开关变换器,设计出一种带钳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,该移相全桥零电压开关变换器是将一钳位二极管辅助支路置于后臂桥与变压器之间,不仅很好地实现了ZVS,而且还能有效地抑制二次侧整流二极管上的寄生振荡,使二次侧整流二极管和钳位二极管均工作在软开关状态下,提高了整机效率。本文从工作原理方面对电路进行了详细的分析,给出了二极管钳位辅助支路参数的设计和选取,并介绍了所设计的一台220V/10A的样机,给出了主要实验波形,验证了该电路的正确性。     

移相全桥ZVS直流变换器研究综述

摘要：移相全桥ZVS(Zero Voltage Switching)直流变换器具有工作频率恒定、拓扑结构简单、功率密度高且能利用器件自身的寄生参数谐振实现ZVS等特点,在中高功率应用场合中备受青睐。然而,传统移相全桥ZVS变换器软开关范围有限,存在环流损耗、副边占空比丢失以及整流桥寄生振荡等缺陷。本文对移相全桥ZVS变换器存在的问题进行分析,针对典型的拓扑结构和调制策略进行分类,比较了各方案的优势与不足,并提出一种基于互补占空比的改进方案,建立模型并进行仿真验证。     

加钳位二极管的零电压全桥变换器改进研究

移相控制零电压开关脉宽调制(PWM)全桥变换器利用变压器的漏感和开关管的结电容可以实现开关管的零电压开关。为了消除输出整流管的电压尖峰,可以在原边加入一个谐振电感和两个钳位二极管。文中将谐振电感和变压器交换位置,使变压器与滞后桥臂相连,这样钳位二极管在一个开关周期中只导通一次,同时零状态时谐振电感电流较小,有利于提高变换效率和减小占空比丢失。分析了改进后变换器的工作原理,并将改进前后进行对比,讨论了隔直电容在不同位置对变换器工作的影响,以确定一种最佳方案。最后进行实验验证,并给出了实验结果。     

一种加辅助网络的移相全桥ZVS PWM变换器

通过对移相全桥零电压开关(ZVS)PWM变换器引入一个辅助网络,使滞后桥臂在一个较宽的负载范围内实现了软开关。由辅助网络替代了传统的谐振电感后,通过全桥电路斜对角两只开关管的导通箝位作用,消除了整流二极管上的电压尖峰,同时也减少了变压器次级占空比的丢失。分析了电路工作原理,并讨论了对传统全桥变换器缺陷的改善,给出了辅助网络的设计方法,并通过一台2.7 kW/270 V样机进行了实验验证。     

一种基于新型辅助网络的ZVS全桥变换器

本文提出了一种采用辅助网络的零电压开关(Zero-Voltage-Switching,ZVS)全桥变换器,它是在传统全桥拓扑上加入了由电感和电容组成的无源辅助网络,从而可以在宽输入电压和全负载范围内实现所有原边开关管的ZVS。本文详细分析了该变换器的工作原理及其特性,并对电路关键参数进行了设计。在此基础上,设计完成了一台1kW(54-V/20-A),开关频率为100kHz的样机,实验结果验证了该拓扑的优越性。     

基于DSP的新型全桥PWM DC/DC变换器研究

提出了一种原边带钳位二极管的移相全桥ZVS DC/DC变换器拓扑,解决了传统的移相全桥ZVSPWM DC/DC变换器整流桥寄生振荡问题,给出了主电路结构,阐述了变换器的工作原理,设计了具有限流保护功能的电压环、限流环控制系统,并采用TMS320LF2407A作为主控芯片,实现了变换器系统的双闭环数字控制,最后进行了实验...     

改进型具有电压钳位的全桥ZVZCS PWM DC/DC变换器

提出了一种改进型的具有有源钳位的全桥零电压零电流开关PWM DC/DC变换器.该变换器可以较好地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.相对于传统的全桥零电压零电流DC/DC变换器,这种具有有源电压钳位的变换器可以减小由于谐振电路引起的变压器二次侧的振荡问题.它具有辅助电路简单、开关损耗低、导通损耗低和实现能量缓冲吸收等优点.详细分析了变换器的工作原理和特点,并通过一台1kW,100kHz的样机进行了验证.     

ZVS三管推挽直流变换器

提出一种采用3个开关管的推挽式(three-transistors Push-Pull,TTPP)变换器,仅需要在传统推挽变换器的输入电源和变压器两个原边绕组中点间插入一个辅助开关管Q3.两个主管驱动信号μgs1和μgs2与传统推挽变换器中开关管的驱动信号相反;除去死区时间,辅管驱动信号μgs3是两个主管驱动信号μgs1和μgs2的与非关系.用等效电路的方法结合解析方程,分析电路各个工作模态的工作原理和主要开关波形.指出主管可在宽负载范围下实现零电压开通(zero voltage switching,zvS),且主管关断电流是传统推挽电路中的一半值.辅管在大负载或加大漏感情况下可以实现ZVS开通,辅管的额定电压是主管的一半,等于输入电压.讨论软开关的实现问题.提出控制芯片及其驱动电路的设计方法,完成一台800 W、开关频率为83.3 kHz的原理样机,实验结果验证了该变换器工作原理的有效性.     

带辅助网络的倍流整流式全桥ZVS三电平变换器

针对传统全桥三电平零电压变换器存在的缺点,提出了一种新型的全桥三电平零电压变换器拓扑.在电路拓扑中,变压器一次侧加入了一个由耦合电感和电容组成的辅助网络,而在输出端采用了倍流整流电路.耦合电感和输出滤波电感中储存的能量使得变换器可在宽负载范围内实现每个开关管的零电压开关,而倍流整流电路可以使两个整流二极管在零电平的时候实现自然换流,从而克服变压器二次侧占空比丢失和电压过冲的问题.本文详细分析了此电路的工作模态以及其零电压、实现自然换流的条件,并通过一台24V/5A,50 kHz样机进行了实验,验证了理论分析的正确性.     

基于HIP4081的全桥相移ZVS隔离DC-DC变换器设计

零电压开关（ZVS）在开关电源中的应用越来越广泛。它有效的利用了电路中的所有元器件,通过谐振达到了很高的输出效率,而且开关波形十分干净。本文选择HIP4081作为驱动芯片,设计一简单逻辑电路,从PWM信号变换得到相移信号,使得HIP4081发挥出了优势。通过具体的ZVS设计计算,实现了高效率的DC—DC变换器。     

两种加辅助网络的全桥变换器的损耗对比分析

在传统移相全桥变换器拓扑上加入由电容和电感组成的无源辅助网络,可以在宽输入电压和整个负载范围内实现原边开关管的零电压开关(zero voltage switching,ZVS)。通过精确的损耗计算,可以寻找降低损耗的方法,优化电路结构以进一步提高变换器的效率。针对加辅助网络的全桥变换器进行深入完整的损耗分析,提出一种新颖的简化损耗分析模型及其详细计算公式,并以采用型辅助网络和采用Y型辅助网络的两种变换器为对象,进行详细的损耗分析和对比。最后通过实验验证本文理论分析的正确性。该文对于深入研究全桥直流变换器具有一定的参考价值。     

一种基于变压器串联和新型辅助网络的ZVS移相全桥变换器

为了适合高压输入、低压大电流输出场合的直-直变换,提出了一种基于变压器串联的移相全桥变换器,且在该拓扑上加入电压互补性辅助网络,利用该辅助网络对输入电压和负载电流的自适应能力实现开关管全负载范围的零电压开关.详细分析了该变换器的工作原理及特性,并对电路关键参数进行了设计.在此基础上,设计完成了一台1.4kW(28V/50A)、开关频率为100kHz的原理样机,实验结果验证了该种拓扑的优点.     

一种ZVZCS全桥移相变换器辅助网络的设计

为解决传统的ZVZCS PWM DC/DC变换器滞后桥臂零电压开通范围较小、环流损耗大的问题,提出一种初级串联双变压器,滞后桥臂带辅助网络,次级接倍压电路的新型ZVZCS移相全桥变换器。该变换器能在较宽的负载范围内实现滞后桥臂的零电压开通,重载下实现零电流开通,从而极大地降低了高频电路初级开关损耗和次级电磁干扰问题。着重分析了稳态下辅助网络的工作原理及辅助网络关键参数的选取,最后通过实验证明了该变换器的可行性及辅助网络的作用。     

LLC谐振变换器设计中的权衡

LLC谐振变换器是具有低开关损耗、高效率和高功率密度、可以实现ZVS(zero voltage switching)等诸多优点的DC/DC变换器。谐振网络各元件的参数设计对提高变换器的性能有着重要影响。在对LLC谐振变换器的结构与工作原理、直流电压增益特性、实现ZVS的条件的分析基础上,总结出一种简单合理的LLC谐振变换器的设计方法,并对谐振网络各参数的权衡进行详细地分析与讨论,给出了具体的设计过程。最后设计了60k Hz、50 W的LLC谐振变换器,实验结果证实了设计方法的可行性。     

改进型零电压开关PWM三电平直流变换器

介绍了一种带输出饱和电感的移相零电压开关PWM三电平直流变换器,与传统的零电压三电平比较,它具有较宽负载范围内实现零电压软开关、减小次级占空比丢失、减小输出二极管的寄生振荡及电压尖峰等特点。实验样机表明,该电路整机效率高,易于实现中大功率DC／DC变换。     

电容箝位型3电平复合全桥DC/DC变换器

研究了一种新型电容箝位型混合3电平全桥变换器,该变换器初级包含有一个3电平桥臂和一个2电平桥臂。3电平桥臂中每个开关器件承受Uin/2的电压应力,而其他开关器件承受Uin的电压应力,电路可在很宽的负载范围内实现零电压开关(ZVS)。分析了该电路的基本工作原理、输入输出特性,通过分析表明该电路在输出滤波器前采用3种电平构造输出波形,可有效减小输出滤波电路中的谐波含量。通过搭建一套实验装置验证了电路的工作原理,实验结果表明该电路工作原理正确,可以正常工作。     

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。