三端口隔离DC-DC变换器软开关特性

三端口隔离三有源桥(TAB)DC-DC变换器作为新能源接入的一种积极探索与尝试,在分布式光伏接入、新能源汽车及多电压等级直流用电需求等领域得到了广泛关注.软开关能力作为TA B应用的关键优势之一,可以有效地降低开关损耗、提升变换效率.然而,由于开关管数量增多,TAB的工作模式及移相控制方法较双有源桥(DAB)DC-DC变换器出现了成倍增加的现象,现有DAB的零电压开通(ZVS)已不利于推广至TAB.该文在分析TAB工作原理的基础上,从开关管驱动信号出发,将TA B的等效电路进行了分解,构建双电源作用下电感电流的统一表达式.基于叠加定理,TAB每个开关管开通时刻的电感电流均可以由多个双方波电压源作用下的电感电流相加得到,并且不受移相控制方法的影响,计算简便.基于TA B等效电路的分解模型,该文绘制不同移相控制方法下TAB的全开关ZVS区域,并对其进行讨论分析.最后搭建实验平台,验证了该方法的可行性与有效性.     

隔离型双半桥DC-DC变换器的软开关特性

分析了隔离型双半桥(DHB)DC-DC变换器的软开关特性。首先介绍DHB变换器的工作原理,详细分析DHB变换器的软开关过程。通过理论建模和定量分析,给出各开关管实现零电压开通的充要条件。总结谐振电流、变换器输出功率和死区时间与实现零电压开通的三条规律,推导出各开关管软开关实现所允许的变换器最小输出功率的解析表达式。然后,提出一种改进的占空比控制策略,有效地扩宽了变换器的软开关运行范围,有助于变换器实现稳定的软开关运行。最后,通过样机实验验证了所提的理论分析以及改进控制方法的正确性和有效性。     

高升压增益软开关DC-DC变换器

在软开关Boost变换器基础上,通过引入Flyback单元,提出了一种高升压增益软开关DC-DC变换器,进一步提高了变换器的电压增益,避免了高占空比,减小了开关管电压应力。因此,可选取低电压等级低导通电阻MOSFET以降低变换器的成本,提高变换器的效率。在开关管关断期间,漏感能量向负载传递,有效利用了漏感能量,且无需额外的吸收电路。此外,变换器实现了开关管的零电压(ZVS)导通和二极管的零电流(ZCS)关断,进而消除了开关管的开通损耗和二极管的反向恢复损耗。研究了高升压增益软开关DC-DC变换器电路的工作特性和占空比丢失的主要原因,分析了该变换器的元器件应力及电路损耗。设计了一台160W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

-带回馈变压器的新颖软开关推挽变换器

针对推挽变换器难于实现软开关的问题,提出了一种新颖的带回馈变压器的软开关辅助电路,使两个推挽功率开关管实现软开通和软关断。分析了电路的工作原理并推导出电路参数的计算公式。当回馈馈变压器的升压比和励磁电感满足设计条件时,可避免回馈变压器进入磁饱和状态。研制的实验样机投入实际应用,验证了电路和分析方法的正确性。     

一种新型软开关DC-DC变换器

提出一种新型软开关DC-DC变换器，本文分析了其工作原理并进行了原理性实验．所提出的拓扑电路实现了主功率开关和辅助功率开关的软开关．整机电路效率较高，且有良好应用前景。     

推挽变换器在软开关与硬开关工作模式下的比较研究

对于工作在软开关和硬开关两种模式下的推挽结构的DC／DC变换器作了比较研究，分析了它们各自的优缺点，并从工程应用角度出发，研制了一台300W的DC／DC变换器。     

一种新型软开关双单元DC-DC变换器

提出了一种新型的软开关双单元DC -DC变换器 ,该变换器实现了主开关的零电压零电流开通及零电压关断、辅助开关的零电流开通及零电压关断以及输出整流二极管的零电流关断。分析了其工作原理 ,并进行了原理性实验     

非隔离型LLC谐振变换器分析设计

LLC谐振网络变换器是一种软开关变换器,能够降低损耗、实现高频化、提高效率,在通信电源、电池充电器等方面有着广泛的应用.传统LLC变换器为隔离型的谐振变换器,其中包含一个高频隔离变压器.在功率较大的场合中,隔离变压器设计困难,且漏感较大,导致损耗高,影响变换器性能;另一方面,隔离变压器由两个绕组组成,导致谐振变换器的体...     

软开关隔离型Boost变换器研究

隔离型Boost变换器具有变压器结构简单、输入电流纹波小、效率高等优点,适合于低压大电流输入应用,但该变换器存在着开关管关断电压尖峰很大、两开关管不能同时关断以及启动冲击电流很大等问题.采用附加RCD吸收电路可以减轻上述问题的影响,但不利于变换器整机效率的提高.提出了一种软开关的隔离型Boost变换器,利用LCD电路实现功率管的软关断,并将储能电感设计为反激变压器型式以限制启动冲击电流.分析了电路的工作原理,给出了电路的参数设计原则.28V输入、48V输出、300W实验样机效率达到了92.4%.     

基于LLC谐振的新型软开关双向DC-DC变换器

为了进一步提升户用储能系统中电池端双向DC-DC变换器的功率密度和效率,提出一种基于LLC谐振的新型软开关双向DC-DC变换器。该变换器有效降低了变压器匝比,提高了转化效率,在非对称半桥拓扑下可实现双向LLC特性,变换器中所有开关管均能实现软开关。同时该变换器结构简单,并可应用同步整流技术,具有效率高、成本低等优势。描述了所提变换器软开关的实现过程,进而分析了谐振特性和相关参数以及软开关的实现条件。最后制作了一台高压侧350～400 V、低压侧45～50 V的500 V·A实验样机,验证了所提变换器的有效性和实用性。     

基于软开关的双向DC-DC变换电源研究

用较少的开关器件构成一个双向的DC—DC电源变换电路,能将24V蓄电池电压提升至300V,或将300V直流电压变换成24V。电路中使用简单、新颖的开关控制策略,使该电路具有软开关功能。在对电源系统的工作原理进行理论分析的基础上,对其进行仿真和实验,证明系统具有结构简单、工作可靠、转换效率高等特性。     

推挽正激移相式双向DC-DC变换器研究

为了提高双向DC-DC变换器的动态响应特性,并降低电路拓扑中开关管电压应力、提高系统功率密度,本文通过详细分析推挽正激电路工作原理、环流问题以及箝位电容选择依据,提出结合移相式BDC与推挽正激电路提高DC-DC变换器的动态响应特性以及整体性能。电路拓扑中的ZCT方案实现了主开关管ZCS关断,更容易实现软开关,降低电流应力,减少损耗,提高系统功率传输能力,更加适用于中等功率场合。     

推挽正激移相式双向DC-DC变换器

移相式双向DC-DC变换器(Bi-directional DC-DC Converter,BDC)是BDC的基本拓扑之一.文章研究了移相式BDC的调压工作原理和输入输出电压变比、移相角对其环流能量的影响,并进行了仿真验证,指出移相式BDC方案不适于宽调压范围应用.结合移相式BDC的工作原理,把推挽正激电路应用在移相式BDC场合,并进行了试验验证.     

推挽式隔离Buck变换器的分析与研究

分析了推挽式隔离Buck变换器的工作原理;对励磁电感位于四绕组变压器一个原边绕组两端或两个副边绕组两端的情况,给出了变压器励磁电流及所有绕组中的电流波形,并推导了两个励磁电感在数值上的关系;最后通过电路仿真验证了该关系的正确性。     

Isolated Ac/Dc Converter Using Soft Switching Technique

This paper presents a high‐frequency isolated ac/dc converter using the soft switching technique. The ac/dc converter consists of a matrix converter for transforming three‐phase ac voltage to high‐frequency ac voltage, a high‐frequency transformer, and an ac/dc rectifier. In order to reduce the switching loss, soft switching at every commutation of the matrix converter and ac/dc converter is achieved. The effectiveness of the proposed converter and the control scheme was verified by experiments.     

PWM型DC-DC开关变换器研究综述

简要介绍了PWM型DC-DC开关变换器的基本类型及其原理,回顾了对其建模和控制的有关应用和发展情况,展望了开关变换器的未来发展。同时指出:如何建立精确的数学模型并在此基础上寻求好的控制策略是研究DC-DC变换的一个关键。     

一种超宽电压范围隔离型DC-DC变流器研究

针对不同规格电动汽车的统一充电系统需求,研究2倍以上宽输出电压范围隔离型DC-DC变流器已成为该领域的热点。提出了一种隔离型的LLC串-并联模式变换拓扑及其设计方法,实现0.5~3.0倍的宽输出电压范围,且所有功率器件满足软开关运行。首先,利用半桥变模态控制,获得1.0倍以下电压增益;然后,利用PWM脉冲180°移相实现串-并联快速切换,实现1.0倍或2.0倍电压增益的转换;最后,通过变频结合PWM整流器直流电压调压功能,实现0.5~3.0倍宽电压增益的调节。样机实验结果表明:所提变流器利用上述策略,达到了预期的0.5~3.0倍增益,且实现软开关运行;此外,并联至串联切换过程时间非常短,仅300μs,串联至并联切换过程稍长,但也仅4.5 ms,适用于对电压增益范围要求较宽的应用场合。