基于倍压单元耦合电感高增益DC/DC变换器

提出一种基于倍压单元的新型DC/DC高增益变换器.在传统Boost变换器的基础上引入倍压单元,提高变换器电压增益,并把2个储能电感进行磁集成,减小变换器体积和电感电流纹波.分析了该变换器的工作原理以及工作模态,推导了输出电压增益公式、各二极管和开关管的电压应力以及电感电流纹波.与传统Boost变换器相比,电压增益提高了...     

一种交错式高增益直流变换器

在新能源发电系统中,鉴于光伏、燃料电池等新能源模块输出电压过低的缺陷,本文提出了一种交错式高增益直流变换器.该变换器采用交错并联Boost结构与二极管电容网络相结合,实现了高电压增益,降低了开关器件电压应力和输入电流纹波.详细介绍了该变换器的工作原理、电压增益特性、开关器件电压应力等.最后,搭建了一台100W的实验样机...     

基于Sepic的单开关高增益DC/DC变换器

为解决传统耦合电感型升压变换器电压增益低、输入电流纹波大等缺点.将传统的Sepic变换器与耦合电感、开关电容两种电压增益提升单元组合,提出了一种新型的高增益变换器.该变换器在提高电压增益的基础上削弱了MOS管漏、源极间于振荡所产生的电压尖峰,并且保留了Sepic变换器输入电流连续的优点,适合应用在可再生能源系统中.首先...     

一种双极性增益Boost变换器研究

研究了一种双极性增益Boost变换器,它不仅具有传统Boost变换器的升压特性,而且具有双极性增益特性,即对于正、负输入电压,均能得到正极性的直流输出电压.因此,该双极性增益Boost变换器可直接用于功率因数校正变换器.本文分析了该双极性增益Boost变换器工作于电感电流连续模式(Continuous Current Mode,CCM)时的工作模态,分析了正、负输入电压情况下,该双极性增益Boost变换器的直流稳态特性,分析结果表明该双极性增益Boost变换器具有与传统Boost变换器相同的升压特性.最后,通过实验验证了理论分析的正确性.     

一种新颖的零电压开关PWM组合式三电平变换器

该文提出一种新颖的零电压开关组合式直流三电平变换器,它实质上是由半桥三电平变换器和全桥变换器组合而成.该变换器所有开关管的电压应力均为输入电压的一半,特别适用于高压输入场合;其输出整流电压交流分量很小,可以大大减小输出滤波器的体积,提高变换器的动态性能;其输入电流脉动很小,可以减小输入滤波器;此外,该变换器可以在三电平和两电平两种模式下工作,输入整流二极管电压应力小,适合于宽范围输入电压场合.该文介绍了该变换器的工作原理及其特性,并给出实验结果.     

一种基于SEPIC结构的非耦合电感高增益变换器

针对应用于新能源系统的变换器电压增益不高及电压应力过大等问题,提出了一种基于SEPIC结构的非耦合电感高增益变换器.该变换器不采用变压器或耦合电感来提高电压增益,避免了变换器过大的体积和过大电压应力的出现.分析了变换器的两种工作模式,并与结构相似的变换器在电压增益和电压应力方面进行了对比.在理论分析的基础上,试制了一台200 W样机.由实验结果可知,变换器的工作状态与理论分析一致,变换器具有连续的输入电流,在具有较高电压增益的同时又具有较小的电压应力,适用于光伏发电等新能源系统.     

新型单开关高增益Boost变换器研究

提出了一种基于电压举升技术(voltage-lift-technique)的新型单开关高增益Boost变换器,不但拓宽了Boost变换器输入电压范围,而且降低了开关管的电压应力,适用于输入电压变化范围较宽的应用场合.与二次型Boost变换器相比,该新型Boost变换器的开关管电压应力低,便于选取导通电阻较小的功率开关管,从而减小开关管的导通损耗,提高变换器的效率.本文分析了该新型高增益Boost变换器的工作原理,研究了电路参数对其稳态工作特性的影响.最后通过仿真及实验验证了理论分析的正确性.     

Buck电流馈电全桥拓扑的研究与设计

详细分析了Buck电流馈电全桥变换器的工作原理及其与Buck电压型全桥变换器的不同点,分析了全桥功率管开关的电流和电压变化情况.该拓扑的全桥变换器的晶体管由于零电压关断而没有关断损耗,而且与变压器漏感串联零压导通,所以导通损耗也很小.设计了Buck电流型全桥主电路、Buck开关管的吸收电路、PWM控制电路及隔离驱动等电路.通过实验验证了该变换器很适合大功率、高电压输出的场合,具有一定适用性和可靠性.     

一种适用于SEPIC变换器的可拓展电压增益单元电路

因寄生参数的影响,基本DC/DC变换器的升压能力受到了限制.针对单端初级电感转换器(SEPIC)变换器提出了一种可拓展电压增益单元电路,通过在基本SEPIC变换器外围接入所提电压增益单元可有效提升变换器输入-输出电压增益,并降低开关器件的电压应力,该变换电路还具备基本SEPIC变换器输入电流连续、低纹波的优点.同时所提...     

隔离式三电平交-交直接变换器

提出一种新型的隔离式三电平交一交直接变换器,该变换器可将不稳定的电网电压变换成稳定可调的优质正弦交流电.隔离式三电平交一交直接变换器拓扑由2个隔离式丘克(Cuk)变换器叠加组合而成,应用具有双向阻断功能的交流开关单元实现交流斩控.从理论上分析了该变换器的工作原理以及输出电感上出现的3种电平,公式推导了变换器输入/输出关系,制定了电压瞬时值反馈高频交流斩波的控制策略,给出了控制电路原理框图.通过对变换器建模仿真,结果证明了理论分析和控制策略的正确性,验证了变换器具有电气隔离、功率密度高、开关电压应力低、输出电压纹波小等特点.     

一种新颖的并联谐振倍压变换器

提出了一种适合于高压小电流的功率变换器——并联谐振倍压变换器PRDVC)。文中对PRDVCs的工作原理进行了详细分析,给出了该电路的一个应用实例,即5kV/50m A 高压电源。此外还给出了实验波形。     

3.2kV高压开关电源的研制

介绍了3.2kV高压开关电源的研制。该电源电路采用了零电压开关零电流开关(ZVS-ZCS)全桥变换技术以及一种新型倍压电路。在该电源中,全桥变换技术又有了新的特点,倍压电路也采用了新的改进电路,其纹波较低。因此,整机电路具有效率高,稳定性好,调压范围宽和动态性能好等特点。     

输出功率300W的12V-220V DC-DC变换器的实现

鉴于推挽逆变-全桥整流的DC-DC变换器具有磁芯利用率高、高效节能等优点,非常适合用来设计车载直流电源。详细分析和设计了一种额定输出功率300W的12V-220V DC-DC变换器,包括推挽升压工作原理、变压器初级无源无损吸收电路设计、高频开关变压器设计和基于CA3524的模拟控制电路设计,最后进行实验测试,给出了实测波形和不同输入电压和不同输出功率条件下整机效率曲线,总结出一些规律,并给予解释。实验结果表明,推挽逆变-全桥整流的DC-DC变换器各项指标良好,在输入端为低电压大电流场合具有明显优势,如车载电源。     

新型Buck-Boost变换器在感应加热电源中的应用

针对传统感应加热电源中直流斩波环节开关损耗大、调压范围窄的缺点,提出一种新型的Buck-Boost软斩波电路,通过增加辅助开关管和谐振元件实现了主开关、辅助开关和主续流二极管的软开通和软关断。这里以180 kHz高频感应加热电源为研究对象,逆变侧采用基于IGBT倍频的单相桥式逆变电路,使输出频率为逆变器频率的两倍,逆变器输出匹配串联谐振负载。此处详细分析了新拓扑结构的工作过程,并通过实验证明了分析和设计的正确性和可行性。     

有源箝位全桥Boost倍压变换器

提出一种移相控制有源箝位全桥Boost倍压变换器(Phase-ShiftActive-clampFull-bridgeDouble-VoltageConverter,PSAFBDVC)。有源箝位网络抑制了桥臂间的电压过冲,移相控制实现了开关管的零电压/零电流开关。该电路电压增益高,适用于高压输出的场合。文中对PSAFBDC的工作状态、工作时序进行了详细分析,并给出了电路实验波形。实验结果证明了PSAFBDVC实现高压电源可行性。     

A Multi-Level Power Converter Interface for a Battery Energy Storage System

Abstract—

This study proposes a multi-level power converter for a battery energy storage system (BESS) with bidirectional power flow. The multi-level power converter includes a DC-DC power converter, a selection switch set and a full-bridge inverter. The DC-DC power converter performs bidirectional power conversion and provides a DC voltage that is greater than the peak voltage of the utility. Integrating the selection switch set and the full-bridge inverter produces a five-level AC voltage that controls the real power flow and the reactive power flow between the battery set, the DC-DC power converter and the grid. Because partial power is directly processed using only the selection switch set and the full-bridge inverter, the DC-DC power converter is operated only when the grid voltage is greater than the voltage of the battery set. Therefore, the power conversion efficiency for the proposed BESS is improved. The proposed BESS uses only eight power electronic switches, so the power circuit is simplified. A hardware prototype with a digital signal processor controller is used to verify the performance of the proposed BESS. The experimental results are as expected.     

双耦合绕组反激式单级PFC变换器

提出了一种新颖的反激式单级PFC变换器拓扑.该拓扑由Boost功率因数校正(PFC)电路和具有双耦合绕组的反激变换电路组合而成,中间储能环节由两个电容构成,除了存储Boost电感能量和作为反激变换器电源之外,还分别用于吸收变压器两个初级绕组的漏感能量,因此能有效抑制功率器件的电压应力.详细分析了该变换器的工作原理和稳态特性;讨论了Boost电感和反激变压器的参数设计.实验结果表明,该变换器具有功率因数高,功率开关电压应力低,中间储能电容电压波动小等特点.     

串并联谐振倍压变换器高压电源的设计与研究

为了满足高电压小电流特别是小体积的要求,设计了一种软开关变换器(串并联谐振倍压变换器)的技术方案。该变换器的优点在于利用谐振元件吸收了电路寄生参数,消除了电路寄生振荡。并实现开关管的零压开通。同时利用倍压整流技术,解决了传统高压电源方案中升压变压器升压倍数大、体积笨重、制作难度大的问题。与传统的串并联谐振变换器相比,该变换器采用容性滤波模式,使串并联谐振变换器在高压小电流的应用中得以实现。简要分析了该变换器在工作负载时的工作原理,并利用正弦交流法建立了系统数学模型,绘出了变换器的输出特性曲线图。提出了一种适用于LCC谐振倍压电路的参数设计方法。实验结果证明了该新型变换器原理和理论分析的正确性。     

A fully soft switched high step-up SEPIC-boost DC-DC converter with one auxiliary switch

This paper proposed a new single-ended primary inductor converter (SEPIC)-boost DC-DC converter that uses only one auxiliary switch to create soft switching condition for all semiconductor devices. The auxiliary circuit comprises one power switch (S_a), one resonant inductor (L_r), one resonant capacitor (C_r), and one diode (D_o2). The auxiliary switch (S_a) controls the resonance during switching instants. The converter has simple structure and its control circuit remains pulse width modulation (PWM). Besides, the proposed converter has high voltage gain without using any transformer or coupled inductors. In addition, the auxiliary switch is not located in the main power path. Moreover, using soft switching techniques is the best way for reducing the size, weight, and volume of the converter. Furthermore, reduction of input inrush current and voltage stress for the main switch is obtained by using SEPIC-boost structure. A laboratory prototype converter is designed and implemented. The experimental results presented confirm the theoretical and features of the proposed converter.     

一种谐振式DC/DC变换器的设计与研究

介绍了一种谐振式DC/DC变换器,其功率开关的驱动信号由一个回路中的变压器次级绕组电感、电容、稳压管谐振获得.该变换器可产生瞬间的高电压和大电流脉冲,其结构简单,成本低廉.分析了该变换器的工作原理;讨论了其设计过程.该变换器的仿真和试验结果验证了所提出的电路拓扑结构的正确性和可靠性.