新型单相全桥无源软开关逆变器

为改善单相全桥逆变器的运行效率,设计出了一种新型单相全桥无源软开关逆变器,在每个开关周期的换流过程中,利用逆变器的低损耗辅助谐振电路,使开关器件实现软切换以节约电能.辅助谐振电路只含有电感、电容和二极管等无源器件,不会使逆变器的控制变复杂.此外,在逆变器处于死区状态下,负载电流可通过辅助电路进行续流,减小了死区状态对逆变器输出电流波形的不利影响.文中分析了电路的工作过程,在功率为3kW的单相样机上的实验结果表明开关器件能实现软开关,逆变器输出电流波形的畸变率得到了改善.因此,该拓扑结构对于研发高性能单相全桥逆变器具有重要参考价值.     

节能型单相全桥谐振极逆变器

单相全桥逆变器处于硬开关状态时,随着开关频率的增大,开关损耗明显增大,影响逆变器效率的提高.为解决这一问题,提出了一种节能型单相全桥谐振极逆变器,在逆变器处于死区状态时,将要开通的主开关并联的谐振电容的电压能减小至零,主开关动作时能完成零电压软切换,双向辅助开关动作时能完成零电流软切换.讨论了电路的工作流程,实验结果表明主开关和辅助开关完成了软切换动作.该单相全桥软开关逆变器可以向高开关频率的场合推广应用.     

单相全桥三电平节能逆变器

随着开关频率的提高,单相全桥逆变器处于硬开关切换时的开关损耗也会明显增大,将导致逆变器处于低效率运行.为解决这一问题,提出了一种单相全桥三电平节能逆变器.通过设置辅助换流电路,利用谐振使主开关并联的电容的电压下降到零,主开关可实现零电压切换,而且在换流过程中,两组双向辅助开关可分别实现零电压切换和零电流切换.分析了电路的工作状态,实验结果表明主开关和辅助开关都能实现软切换.因此该单相全桥三电平逆变器可实现高效率运行.     

辅助电路与主开关并联的单相全桥节能逆变器

为了改善逆变器的性能,提出了一种辅助电路与主开关并联的单相全桥节能逆变器.逆变器采用受限单极式正弦脉宽调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM）方法,在每个开关周期,只需要控制1个主开关和1个辅助开关的切换,辅助开关可以采用固定占空比控制,而且不需要设定谐振电流阈值来控制辅助开关.在每个开关周期的换流过程中,需要切换的主开关所并联的谐振电容的电压能变化到零,主开关能实现零电压软开通.辅助电路中无器件直接串联在直流母线上,可有效降低辅助电路通态损耗.分析了电路工作原理,实验结果表明主开关和辅助开关都实现了软切换.因此该拓扑能有效降低开关损耗和提高逆变器效率.     

高效率单相全桥零电流开关谐振极逆变器

为改善单相全桥逆变器的效率,提出了一种新型高效率单相全桥零电流开关谐振极逆变器拓扑结构.在桥臂上的辅助谐振电路参与换流的过程中,逆变器的开关器件可实现零电流软关断.当开关器件为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)时,IGBT实现零电流软关断可使其拖尾电流导致...     

新型单相软开关AC-DC-AC变换器

为改善单相AC-DC-AC变换器的性能,提出了一种单相谐振直流环节零电压开关AC-DC-AC功率变换器拓扑结构,由图腾柱式单相整流器,位于直流环节的辅助谐振电路和单相全桥逆变器组成.利用同一组辅助电路能分别将整流器输出端电压和逆变器输入端电压变化到零,使整流器和逆变器桥臂上的开关器件分别实现零电压切换.分析了电路的工作流程,在1.2kW样机上的实验结果表明开关器件完成了软切换.该拓扑结构对于研发节能型单相AC-DC-AC变换器具有借鉴意义.     

从水银整流器到开关整流器

据统计，世界上约有20％～25％的电能是以直流电的形式来消费的(这里还不包括高压直流输电所输送的强大直流电能)：而电能的产生又主要是从交流发电机取得的。因此，高效率、安全、经济合理地把交流电能变换成直流电能是非常必要的。这个环节就是由整流器来完成的。这里不谈早期的“电动机-发电机组”和“机械整流器”，就从水银整流器谈起。     

辅助电路与负载并联的新型单相全桥软开关逆变器

为优化单相全桥逆变器的效率,提出了一种新型单相全桥软开关逆变器,其输出端设置了1组与负载并联的辅助电路.在辅助电路处于工作状态时,逆变器桥臂上的主开关能完成零电压软开通和零电流软关断,使该逆变器能通用于中小功率领域和大功率领域.分析了1个开关周期内的逆变器工作流程.在3kW样机上的实验结果表明开关器件实现了软切换,样机在额定功率下的效率达到99.1%.因此,该拓扑结构对于优化单相全桥逆变器的性能具有重要意义.     

高频软开关PWM功率变换技术的发展与现状

本文介绍了三类零电压软件开关ＰＷＭ变换器和两类零电流软件开关ＰＷＭ变换器的特点和工作原理。     

无源器件辅助换流的单相全桥软开关逆变器

为提高单相全桥逆变器的转换效率,提出了一种无源器件辅助换流的单相全桥软开关逆变器拓扑结构,通过在逆变器桥臂上增加辅助谐振电路,实现了开关器件的软开关动作.辅助谐振电路中无辅助开关器件,只含有电感、电容和二极管等少量无源器件,这有利于降低辅助电路的成本,而且不会使逆变器的控制策略复杂化.此外,在逆变器处于死区状态时,负载电流能通过辅助谐振电路续流,可以改善逆变器输出电流波形的畸变率,减小了死区的不利影响.文中详细分析了电路的工作过程,在功率为4kW的单相实验样机上进行了实验验证,获得的实验结果表明在轻载和满载时逆变器的开关器件都能实现软开关,逆变器输出电流波形的畸变率都得到了改善.因此,该无源器件辅助换流的单相全桥软开关拓扑结构对于提高逆变器的性能具有重要意义.     

软开关半桥DC/DC变换器的PWM控制策略分析

文章根据控制型软开关半桥DC/DC变换器的定义,总结和归纳了4种控制型软开关半桥DC/DC变换器的PWM控制策略和缓冲型软开关半桥DC/DC变换器对称PWM控制策略。对上述PWM控制策略进行了深入分析和综合比较,为选择具体应用场合提供了依据。     

基于UPC1909的有源箝位软开关变换器

在常规的硬开关电路中,由于变压器漏感及寄生电容的影响,常常在开关转换瞬间会产生很高的电压尖峰。本文采用有源箝位反激式变换器电路,实现了零电压零电流(ZVZCS)软开关变换,使电压尖峰得到了抑制。该电路成功地应用了UPCI909控制芯片,简化了传统的驱动电路。实验结果表明,主开关管两端电压被箝位在一定数值,实现了零电压零电流开关,效率达到90％。     

一种新型正激零电压零电流转换PWM DC/DC变换器

提出一种新型的零电压零电流转换(ZCZVT)的正激拓扑。拓扑工作频率为300kHz,能实现主开关管的零电压开通(ZVS)和零电流关断(ZCS),同时辅助开关管也能实现零电流关断(ZCS),且变压器的磁通复位不需要辅助绕组。文章进行了拓扑的稳态分析,并且讨论了谐振电路的参数设计。最后,在研制一台48V输入、12V/100W输出样机的基础上,实验验证这种新型正激ZCZVT PWM DC-DC变换器的软开关特性。     

电流型零电压开关节能整流器

为解决电流型脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）整流器在高开关频率下硬切换时的开关损耗问题,提出了一种电流型零电压开关节能整流器,其辅助谐振电路位于直流环节,且与直流母线并联,只有1个辅助开关.在换流过程中,主开关能实现零电压切换,辅助开关能实现零电流切换,而且当整流器采用多电平PWM控制策略时,辅助电路在每个开关周期只需工作1次.分析了谐振换流过程,仿真结果表明特征仿真波形符合理论分析,开关器件切换时处于软开关状态,整流器能平稳运行.该电流型零电压开关节能整流器可以在高开关频率和大功率的应用场合实现高效率运行.     

Multiple output zero-current switching switched-capacitor bidirectional dc–dc converter

The proposed circuit is a multiple output quasi-resonant (QR) zero-current switching (ZCS) switched-capacitor (SC) converter with a bidirectional power flow control conversion scheme. The principles of the proposed multiple output QR ZCS SC bidirectional dc–dc converter are described using a detailed circuit model for analysis. Simulation and experimental results are carried out to verify the validity and the soft switching performance of the proposed converter. The maximum efficiency achievable is about 94 and 92% for the forward and reverse power flow control schemes, respectively. The output voltage can be regulated by changing the switching frequency for the designed compensated closed-loop controller.     

中小功率三相高频节能型谐振极逆变器

作为中小功率发电系统重要环节的三相逆变器的开关频率增大时,开关损耗也显著增大,不利于节能。为实现中小功率三相逆变器的高频化和节能化,提出了一种三相零电压开关谐振极逆变器拓扑结构.当桥臂上的辅助谐振电路处于工作状态时,开关器件并联的电容的电压能周期性变化到零,使开关器件完成零电压软切换,这有利于高频金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）作为逆变器的开关器件.分析了电路的工作流程,实验结果表明开关器件处于零电压软切换.因此,该拓扑结构对于研发高性能的中小功率三相逆变器具有参考价值.