新型Cuk电路及其在光伏系统中的应用

虽然Cuk变换器传输效率较高,但因其高频化所产生的开关损耗和电磁干扰(Electromagnetic Interference.简称EMI)等问题不容忽视.在对隔离式Cuk电路进行理论分析的基础上,构建了带零电压开通软开关隔离式Cuk电路的硬件电路.研究了在不同占空比、开关频率和负载条件下该电路的传输效率,并根据光伏电池的特性将该电路应用于光伏发电的最大功率追踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)系统.实验结果证明了软开关在提高Cuk电路传输效率方面的作用及其在光伏系统应用中的优势.     

新型无源无损软开关Cuk变换器的研制

针对传统的无源有损(RLD/RCD)Cuk变换器开关损耗高、开关瞬间电流与电压尖峰大和系统转换效率低的不足,研究了一种新型的无源无损软开关Cuk变换器。分析了变换器的工作原理,详细阐述了各阶段工作模态,设计了电路的参数,并最终研制了一台400W的实验样机。实验结果表明,该变换器实现了开关管的零电流开通和零电压关断,可有效降低开关损耗,减小开关瞬间电流与电压尖峰和提高系统转换效率。     

电能存储装置测试系统中Boost软开关变换器研究

提出一种应用于电能存储装置测试系统中的新型交错并联Boost软开关变换器。该变换器采用一组部分复用的辅助网络,令主开关管实现了零电压(zero-voltage-transition,ZVT)开通与关断,辅助开关管实现了零电流(zero-current-transition,ZCT)开通与部分零电压关断,降低了开关损耗,提升了电路效率。开关过程中的dv/dt、di/dt得以降低,从噪声源上改善了变换器电磁兼容(electromagnetic compatibility,EMC)性能,对高频段噪声抑制效果明显。对拓扑结构、工作过程进行了分析,对宽范围工作的有效性与EMC性能的改善进行了论证,并搭建了1.5 k W原理样机进行试验研究,试验结果验证了理论分析的正确性。     

新型并联谐振直流环节逆变器控制策略

为了解决传统的硬开关逆变器存在的高du/dt、高di/dt、高开关损耗以及电磁干扰(EMI)问题,提出了一种新型并联谐振直流环节逆变器(PRDCLI)拓扑及其控制策略.该电路的主要优点是结构简单,所有功率器件均工作在零电压或零电流模式,可以实现与各种PWM策略的匹配控制.阐述了其结构组成和工作原理,重点讨论了逆变器和谐...     

一种新型的高效率Boost PWM变换器的研究

传统的Boost ZVT PWM变换器的主开关管实现了软开关，但是辅助开关管是在硬开关下关断。因此，变换器的效率低。提出了一种新型的Boost ZVT PWM变换器，详细分析它的工作原理及实现软开关的条件。实验结果证明了所提出的Boost变换器的有源开关管和二极管均实现了软开关，并且在满载时效率可达到94％左右。新型的Boost ZVT PWM变换器的思想也可以扩展到其它的基本变换器拓扑中得到新型零电压转换PWM变换器。     

一种新的广义软开关PWM变换器

在PWM变换器中，用吸收网络技术降低主开关管的dv/dt和di/dt，以实现近似零电压开通或近似零电流关断，从而减少了开关损耗，是一种广义软开关技术。此外，减少整流二极管的di/dtt，也可降低二极管的反向恢复电流产生的损耗。本文作者的贡献是：提出了几个应用有源无损吸收网络的广义软开关-PWM变换器的新拓朴，包括交错并联正激、双管正激、半桥和全桥变换器等。并给出了双管正激广义软开关-PWM变换器的工作原理分析、仿真和实验结果。     

小型光伏发电软开关DC/DC变换器研究

针对传统光伏发电DC/DC变换器工作在硬开关状态时,因开关损耗大、开关管所承受的电压电流大等缺点导致的系统效率下降问题,采用了一种软开关Boost变换器,其结构简单,易于控制,大大减少了变换器工作中的开关损耗,并且降低了开关管所承受的压降.最后通过仿真和实验证明变换器的主、辅开关管和续流二极管均能实现软开关,从而提高了...     

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。     

一种新颖的ZVT Boost变换器

脉宽调制（Pulse Width Modulation,简称PWM）Boost变换器被广泛用作DC/DC变换器和功率因数校正装置。提出了一种新颖的零电压转换（Zero Voltage Transition,简称ZVT）Boost变换器,利用能量反馈辅助电路实现了升压管的ZVT和升压二极管的软开关。辅助电路由辅助开关管、耦合电感（反激变压器）和反馈二极管构成。辅助开关管实现了零电流开通和近似零电压关断,变换器的效率较高,电磁干扰低。在辅助开关管关断时,耦合电感将谐振电路中的能量馈送至电源端,功率器件的电压电流应力较低,辅助电路的传导损耗较小。详细分析了该变换器的工作原理,并通过样机进行了验证。     

基于耦合电感的零电压开关同步Buck变换器

在传统同步整流Buck变换器中,主开关管的硬开关和同步整流管体寄生二极管的反向恢复问题会导致严重的开关损耗和电磁干扰(EMI)。为避免上述缺点,提出一种基于耦合电感的新型同步Buck变换器,在全负载范围内实现了所有开关管的零电压软开关。详细分析该变换器的工作原理和特性,同时,采用变频调制方法以减小导通损耗,进一步提高变换器效率。最后,结合变换器的特性给出主电路参数的设计考虑,并通过原理样机实验验证了新型变换器的优点和理论分析的正确性。     

一种高增益Cuk变换器

为了提高传统Cuk变换器的电压增益和变换器工作效率、同时减小电流纹波和变换器的体积重量。提出一种适用于光伏发电系统的高增益Cuk变换器。利用带有自举电容的开关电感单元替代传统Cuk变换器中的输入电感,并对开关电感单元与输出电感进行了磁集成。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;分析了二极管与开关管电压应力的大小,给出了电感耦合度的设计准则。给出了高增益Cuk变换器集成磁件设计方案,并给出了设计方法。与传统Cuk变换器相比,高增益Cuk变换器的电压增益提高了2倍。仿真与样机实验结果验证了理论分析的正确性,表明提出的高增益Cuk变换器具有优良的综合性能。     

基于软开关与磁集成技术的Cuk变换器

介绍了一种新型Cuk变换器,它同时应用了软开关与磁集成技术,实现输入、输出电感的电流零纹波,主开关管零电压开通,从而大大减少了高频开关电源的损耗和噪声,提高系统的整体效率和功率密度。描述了该变换器的拓扑结构、工作原理、参数设计方法,并对该变换器进行仿真,仿真结果证明了理论分析的正确性。     

一种新型带Z源的Cuk电路

提出了一种新型带Z源的Cuk电路(简称为Z-Cuk电路),在开关导通比不超过0.5时,该电路即可实现Cuk电路的升降压效果,使得仅通过一级变换便可得到更高的升压倍数,且开关导通比并不大.分析了其工作原理,仿真和实验结果证实了该电路的有效性.     

交错并联磁集成开关电感/开关电容Cuk变换器

为了提高传统的Cuk变换器的电压增益、电压传输效率、输出电流纹波,同时减小电感支路的电流纹波和变换器的体积重量,将磁集成技术和交错并联技术应用到传统的Cuk变换中,提出了交错并联磁集成开关电感/开关电容Cuk变换器的拓扑。通过采用开关电感/开关电容结构替换传统变换器中的电感与电容的方式,采用磁集成技术并合理设计耦合电感间的耦合系数,能够减小该变换器电感支路的电流纹波、提高系统暂态响应速度、减小变换器的体积重量,进而提高变换器的电气性能。最后通过实验样机的结果验证了理论分析的正确性。     

零电压开关脉宽调制推挽三电平变换器

传统的推挽变换器存在着一些固有的缺点,诸如开关管的电压应力高、难以实现软开关等,限制了它的应用范围。该文提出了一种零电压开关PWM推挽三电平变换器,该变换器中开关管的电压应力为输入直流电压。该变换器采用移相控制,所有开关管实现零电压开关。文中讨论了超前管和滞后管实现ZVS的异同,分别给出了超前管和滞后管实现ZVS的条件以及副边占空比丢失的原因及其计算公式,最后通过1个开关频率为100kHz,额定输入电压为300V、输出功率为540W的原理样机验证了该变换器的工作原理。实验表明,所提出的变换器克服了传统推挽变换器一些固有的缺点,扩大了其应用范围。     

一种谐振型高压侧调制的电流型双向变换器

针对传统电流型变换器存在的关断电压尖峰问题和硬开关现象,提出一种谐振型高压侧调制的电流型双向直流变换器。该变换器通过引入变频控制和高压侧调制策略,可以实现低压侧开关管的自然换流和零电流关断(ZCS),消除了低压侧开关管关断电压尖峰。首先分析电路的正向工作和反向工作模式的工作原理,然后对变换器进行详细的特性分析和设计,最后建立一台400W的样机并进行了测试。实验结果验证了所提电路拓扑及控制策略的优势与可行性。     

小型风力发电软开关变换器研究

针对传统小型风电变换器工作在硬开关状态时,开关损耗较大、开关管电压电流应力大、转换效率低的缺点,将一种单管Boost软开关变换器应用于小型风力发电系统.通过增加谐振电感和电容,实现了主开关管和续流二极管的软开通与软关断.在此分析了软开关变换器的工作原理,搭建了仿真模型和实验平台.仿真和实验结果证明,开关管和续流二极管均...     

基于Cuk变换器的无桥LED驱动电源

针对传统发光二极管LED（light-emitting diode）驱动电源因低频整流桥导致效率不高的问题,提出了一种基于Cuk PFC变换器的无桥LED驱动电源。该电源由2个共用输出的Cuk变换器并联而成,不仅保留了Cuk变换器输入输出电流脉动小、可实现升降压的优点,而且相较于现有LED驱动电源,避免了大体积变压器的使用,尤其适合空间狭小的大功率照明场合。详细分析了断续导电模式DCM（discontinuous conduction mode）下无桥LED驱动电源的工作原理及电路工作特性,最后通过仿真和实验搭建的20 W样机证明了所提拓扑的正确性。