一种零电压零电流软开关直流变换器的研究

提出了一种零电压零电流软开关三电平直流变换器.利用耦合电感取代常规滤波电感，耦合电感所感应出的电压通过功率变压器反射回原边，使变换器在零状态时的循环电流减小至零，以实现内管的零电流关断.通过改变耦合线圈的匝比,可以任意设置用于电流回零的电压幅值，以调节电流回零时间.该变换器实现了外管的零电压开关和内管的零电流开关, 由于在零状态时一次侧不存在环流，减小了通态损耗, 提高了变换效率.实验样机验证了该电路的主要性能，电压电流实验波形显示了三电平的低电压应力特点和零电压开通、零电流关断的软开关性能.     

Buck变换器非最小电压应力软开关设计

为了进一步提高开关电源效率、节约能源,提出了一种新型软开关Buck变换器的设计方案,该变换器工作在断续状态,能实现二极管零反向恢复损耗.首先分析了变换器的工作原理,然后给出了参数设计方法,最后运用Matlab/Simulink软件对电路进行了仿真.仿真结果表明:该电路方案设计正确、结构简单,达到了预定的要求     

电流型零电压软开关并联谐振推挽DC/DC变换器

分析了电流型软开关并联谐振推挽直流/直流变换器的基本特性,给出了在一个开关周期不同时段内通过开关管的电流和电压的表示式及临界周期的概念,研究了开关周期与谐振电压的非线性关系;制作了实验电路并对模型进行了仿真和验证。结果表明,变换器有良好的零电压软开关特性和负载特性,较高的功率转换效率和较低的电磁辐射。只要在小范围内调整开关频率,即可得到性能良好的稳压性能。     

一种新型零电压零电流开关移相全桥变换器

为了解决传统零电压零电流开关（ZVZCS）PWMDC/DC变换器滞后桥臂零压范围较小、环流损耗大的问题,采用串联双变压器、滞后桥臂带辅助网络和倍压整流电路,提出了一种新型零电压零电流移相全桥变换器.首先分析了变换器在稳态下的各种工作状态,给出了相关计算公式,并制作了一台实验样机进行原理验证.实验结果表明：该变换器能够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,从而极大地降低高频电路初级开关损耗和次级电磁干扰.     

带耦合电感的Cuk变换器实现输出电流零纹波研究

为了解决普通开关电源因电流纹波较大而无法满足电源高品质要求的问题,对带耦合电感的Cuk DC/DC变换器进行了研究.首先根据Cuk变换器的工作原理,分析了带耦合电感的Cuk变换器的工作原理及实现输出电流零纹波的条件.其次,通过小信号建模得到了该变换器的小信号模型,并根据得到的模型对变换器进行了闭环设计.最后,运用Matlab/Simulink软件对带耦合电感的Cuk变换器的开环和闭环电路进行了仿真.仿真结果表明,该闭环电路既消除了高频纹波,也有效抑制了低频纹波,实现了输出电流零纹波.     

利用参考电压注入的Buck变换器电感电容估计

电路的元件参数,尤其是电感和电容值,严重影响着Buck变换器的控制性能。提出了一种参考电压脉冲注入法用于电感和电容的在线估计。为了提高Buck变换器中电感和电容值的估计精度,利用原稳态和新稳态构建满秩状态方程,在线推导算法所需寄生参数和负载电阻。研究基于电感伏秒特性和电容电荷平衡特性的精确离散时间变换器模型,为元件参数估计奠定了基础。通过给参考电压注入短脉冲信号,并使用PID控制器对电路中的电感电流和输出电压进行调节,建立了用于参数估计的瞬态和新稳态。利用瞬态中采样的电压和电感电流估计电感和电容值,避免了稳态时的收敛问题。基于提出的平均电感电流估计算法,电流采样频率降低至开关频率。最后,在Matlab/Simulink平台上进行了仿真验证,结果表明：即使在考虑实际噪声的情况下,电感和电容值的最大估计误差分别小于2%和4.2%;相较于其他参数估计算法,参考电压脉冲注入方法的引入有效提高了参数辨识的估计精度,有助于Buck变换器系统控制性能的提升。     

零电压零电流软开关在CO2逆变电源系统设计中的应用

提出了一种零电压零电流全桥软开关CO2电源变换电路。其主电路采用移相全桥拓扑结构。采用微晶磁芯作为主变压器磁芯。并通过实验进行验证。     

一种采用耦合电感的零电压开关脉宽调制式变流器

提出一种改进的全桥脉宽调制式变流器。此变流器采用一个耦合电感可在整个线路和负载范围实现主开关的零电压开关。由于此耦合电感并未串联在负载电流回路中,所以它不会产生负载周期损耗以及引起输出整流器两端严重的电压振荡。该变流器的工作原理及性能通过一个小功率实验原型得到证实。     

零电压开关全桥变换器的改进及仿真

在移相控制的串联谐振丛桥软开关变换电路基础上,针对零电压开关全桥变换器的副边占空比损失和环流损耗问题进行了改进,即利用可饱和电感代替线性电感,进而提出了移相控制的零电压电流开关全桥变换器,并将改进电路与原电路进行对比分析和仿真实验,结果表明了ＦＢ－ＺＶＺＣＳ－ＰＷＭ变换器无论是在开关性能和能量传输方面,还是在变换器的成本和效率方面,都具有明显的优越性。     

高压大功率全桥零电压开关PWM变换器研究

高压大功率全桥PWM变换器整流管寄生电容与变压器漏感相互作用，会导致严重电压过冲及振荡现象，大大增加整流管电压应力及电流应力，必须采取抑制措施。现有各种吸收电路损耗大、抑制效果不理想，影响效率。采用次级有源箝位方式不仅能有效抑制电压过冲和消除振荡现象，而且箝位电路损耗小，非常适合于电压高、功率大的DC/DC变换器。变压器原边串联饱和电感，利用其特有临界饱和电流特性，能有效扩大变换器零电压开关负载范围，轻载效率提高2％。给出了变换器拓扑结构、次级箝位电路稳态分析、关键参数设计及实测波形，该拓扑已成功应用在5kW、开关频率100kHz的电流模块中。     

断续电流型开关电感Buck-Boost变换器的分岔现象

为了分析开关电感结构的Buck-Boost变换器电路参数对系统性能的影响,基于断续电流模式下系统的离散迭代映射模型,利用开关变换器的动力学分析方法,采用分岔图和庞加莱截面研究了系统的稳定问题,并根据不动点邻域内Jacobian矩阵特征值的变化情况确定了系统首次失稳时分岔点的位置.应用PSIM仿真,通过时域图和相轨图观察了变换器在不同参数变化下丰富的动力学演化过程,验证了理论分析的正确性.结果表明:当开关电感Buck-Boost变换器工作于DCM模式下时,其工作状态主要受电流边界Ib2的影响,电流边界Ib1对系统稳定性的影响相对较小,随着电路参数的变化,系统经边界碰撞分岔最终进入DCM阵发混沌状态.     

具有准谐振缓冲器的零电压零电流切换DC-DC变换器

提出了一种新的具有准谐振缓冲器的零电压（ZVT）零电流切换（ZCT）直流-直流（DC-DC）变换器。此变换器中的缓冲器仅由一个准谐振电路构成,能使变换器的主开关同时实现零电压开关和零电流开关。这种新的变换器具有现有各种ZVT或ZCT变换器的大部分优点,同时能克服这些变换器的大部分缺点。此外,此变换器能在很宽的线路和负载范围内以很高的频率实现软切换。所有半导体开关器件都工作在软开关状态。此变换器结构简单,成本低,易于控制。对此变换器作了详细的稳态分析,其性能由一个小功率变换器的实验原型电路得到了证实。     

一种零压零流软开关直流-直流变换器

提出一种新型软开关DC-DC变换器。分析了其工作原理并进行了原理实验,所提出的拓扑电路实现了主功率开关、辅助功率开关及功率二极管的软开关,整机电路效率较高。     

一种零纹波耦合电感高增益DC-DC变换器

针对光伏电池输出电压低的缺点,提出了一种零纹波耦合电感高增益DC-DC变换器。该变换器基于传统boost引入耦合电感技术,改善电压增益;耦合电感的原边采用二极管电容无源钳位,既有吸收漏感能量的功能,又能延展变换器的工作占空比;耦合电感的副边引入的开关电容倍压单元在进一步扩展了电压增益的同时,将功率器件的电压应力钳位于较低水平,从而可以选用通态电阻小、电压等级低的高性能MOSFET,有助于改善系统效率。此外,较低的输入电流纹波,降低了变换器的损耗和对输入电源的电磁干扰。详细分析了该变换器的工作原理及稳态特性,并搭建了一台实验样机,验证了理论分析的正确性。     

推挽型软开关感应耦合电能传输变换器

为减小ICPT变换器开关损耗以及简化软开关控制电路,引入推挽变压器,通过在变压器输出接发射线圈和补偿电容,使发射线圈与补偿电容构成的谐振网络呈感性来实现零电压开通,开关管漏源极两端并联电容实现零电压关断,从而不需要增加电压过零检测电路和相应的控制电路即可实现软开关。对软开关的工作原理进行了分析,给出了零电压的工作条件以及推挽变压器匝数的边界条件,仿真及实验结果表明该变换器可工作在软开关条件下,具有驱动简单、传输效率高的特点。     

一种新的零电压零电流开关的直流-直流变流器

提出了一种新的零电压和零电流开关(ZVZCS)直流-直流变流器。此变流器采用一个原边辅助型变压器进行隔离,结构简单,仅使用一个辅助变压器和两个二极管来获得超前桥臂零电流开关(ZCS);辅助变压器的额定容量约为主变压器的10%。此变流器具有良好的负载电流控制能力,可使因电路的不对称性或瞬态现象而产生的磁饱和的可能性大大降低。这是采用变压器隔离的直流-直流变流器的一个十分重要的特色。该变流器的性能通过一个实验原型线路的测试得到了验证。     

电压控制型Buck变换器的混沌控制

在某些电路参数条件下,电压控制型Buck变换器会出现混沌,其工作性能恶化。为了有效控制该变换器中的混沌,该文结合状态反馈和参数扰动提出了一种混合控制策略,该策略不依赖变换器的内部电路参数,仅通过调整一个外部可调参数,可将该变换器的混沌状态控制在周期1、2、4、8轨道。通过分析外部可调参数变化时输出电压的分岔图、周期状态的相图、周期状态的电感电流波形、周期状态的输出电压波形和周期状态的开关逻辑图,验证了该混合控制策略的有效性。     

一种Buck变换器的电压控制策略研究

Buck 变换器是一种结构比较简单,应用十分广泛的 DC/DC 降压变换器。由 Buck 电路的平均线性化模型,得到其电压控制下的动态小扰动模型,给出了应用 PI 控制器实现其精确控制的方法。仿真实验结果表明在系统参数和负载都发生较大幅度变化时依然能获得 Buck 电路良好的输出,系统具有很强的鲁棒性     

全软开关BoostZVT-PWM变换器

典型的Boost ZVT-PWM电路的主开关管实现了软通断，但辅助管仍然是在大电流下关断，提出了一种新型Boost ZVT－PWM电路，并对工作原理做了详尽分析。实验结果证明新电路的主开关管和辅助开关管均实现了软开关，进一步改善了变换器的工作状况。