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.     

一种带辅助支路的移相全桥零电压开关变换器

介绍了传统移相全桥零电压开关变换器;设计出一种带箝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。该变换器是将一箝位二极管辅助支路置于后臂桥与变压器之间,既很好地实现了ZVS,还有效抑制了次级整流二极管上的寄生振荡,使次级整流二极管和箝位二极管均工作在软开关状态下,提高了整机效率。本文从工作原理出发,对电路进行了详细分析,设计出一台220V/10A样机,给出了主要实验波形,验证了该电路的正确性。     

旋转式ZVS移相全桥DC-DC变换器的研究

根据旋转式非接触感应电能传输系统的应用要求,本文设计了一种旋转式ZVS移相全桥DC-DC变换器。详细分析了移相全桥ZVS的工作模态及占空比丢失问题,给出了高频旋转变压器的具体分析与设计方案,最后对所设计的移相全桥旋转变换器进行了性能测试,分析了转速变化对输出的影响,给出了实验波形,验证了该旋转变换器的可行性。     

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。     

改进型倍流整流式ZVS三电平DC—DC变换器

针对基本ZVS三电平变换器的缺点,论文提出了一种改进型倍流整流式零电压开关三电平变换器。该变换器在基本ZVS三电平变换器拓扑的变压器原边加入了辅助网络,利用辅助谐振网络实现滞后臂的零电压开关,副边采用倍流整流电路。使整流二极管自然换流,解决了变压器副边电压过冲和占空比丢失的问题。与基本ZVS三电平变换器相比．该变换器具...     

基于开关等效模型的全桥ZVS PWM DC—DC变换器的小信号建模

结合全桥ZVS DC—DC变换器的软开关工作特点，利用PWM开关等效模型，推导出了全桥ZVS DC-DC变换器的小信号模型。应用这种小信号模型，依据变换器动态性能指标，可以正确设计全桥变换器各元件的参数，使这种软开关变换器的性能得到进一步提高。通过对小信号传递函数的幅一频及相一频特性的分析，证明了这种模型具有物理意义清晰、计算简单等优点。     

一种新型的零电压开关双向 DC-DC变换电源

介绍了用于中小功率的双向DC-DC变流装置,它能将直流电压从24 V提升到240 V,也可以将240V直流电压变换成24 V.在变流器的两个桥式电路中间使用一个隔离变压器,在不增加电路器件的情况下,实现电能的双向传递,变流器通常工作在降压方式,主直流电源来自交流或燃料电池,主电源向负载提供电能的同时向蓄电池充电,在主直流电源故障的情况下,蓄电池替代主直流电源,向负载供电.使用适当的控制策略,实现元件的零电压开关.在对电源系统的工作原理进行理论分析的基础上,对其进行了仿真和实验验证,证明系统具有转换效率高、性能稳定和电路简单等特点.     

改进型倍流整流电路ZVS PWM全桥变换器

提出了一种改进型倍流整流电路ZVS PWM全桥变换器,在较宽负载范围内实现主开关管的ZVS。由于漏感小,无占空比丢失,输出整流二极管在零电压条件下实现换流,因此无次级尖峰电压。详细分析了该变换器的工作原理,仿真和实验结果验证了该变换器的可行性。     

移相全桥变换器占空比丢失问题的研究

在简单分析移相全桥PWM(PS-FB-PWM)变换器工作过程的基础上,详细叙述了通过合理配置隔直电容和变压器漏感来补偿占空比丢失的原理与方法,并通过PSIM软件搭建仿真模型,验证了该方法的正确性。最后根据理论分析结果,设计并制作了一台60 V/625 A的实验样机。实验结果表明,该方法可有效减小甚至消除占空比丢失的现象,从而验证了该方法的可行性。