一种改进PWM控制半桥ZVS变换器研究

本文分析了一种半桥软开关直流变换器。与传统半桥电路相比,该电路增加了一个由辅助开关管和一个二级管组成的支路。采用一种改进的PWM控制方法。主开关管不仅工作在对称状态,而且能很好地实现软开关。辅助开关开关管在主开关管关闭期间实现ZVS和ZCS导通,辅助开关管不仅为主开关管实现ZVS创造了条件,而且大大减轻了变压器漏感和主开关管结电容之间的振荡。文中详细分析了该变换器的工作原理,仿真和试验研究表明,该变换器具有优良的性能。     

基于瞬间电流建立的Buck变换器软开关方法

为提高同步整流Buck变换器效率,此处研究了零电压开关(ZVS)软开关技术.提出了基于瞬间电流建立的ZVS软开关方法,在主开关管开通前产生一个瞬间电流脉冲,该电流脉冲将流过主开关管的反并联二极管,产生ZVS开通环境,实现主开关管ZVS软开关.所提ZVS软开关方法可实现同步整流Buck变换器的全负载范围ZVS软开关且辅助电流带来的导通损耗较小.此处详细分析了所提Buck变换器的工作过程,设计了电路参数,最后在450 W同步整流Buck变换器样机中验证了软开关方法的正确性.     

零电压零电流不对称半桥反激开关变换器研究

介绍了一种不对称半桥反激开关变换器,分析了其工作原理和软开关条件,实现了主开关管的零电压开关(ZVS)和输出二极管的零电流开关(ZCS),并使主开关管的电压应力不高于输入电压。该电路应用LM5025A控制芯片,简化了传统的驱动电路。实验结果表明,该电路所需器件少,结构简单并实现了ZVZCS,效率高达92%。     

对称控制ZCS-PWM不对称半桥变换器研究

提出了一种新颖的对称控制ZCS．PWM半桥变换器。与传统的不对称半桥变换器相比,该变换器在变压器的副边电路中增加了一条由辅助开关管、谐振电容和谐振电感串联组成的辅助支路,其主开关管不仅工作在对称状态,而且变换器能在整个负载范围内实现主开关管和辅助开关管的零电流开关以及所有二极管的零电压开关。本文详细分析该变换器的工作原理和工作特性,给出了实现软开关的条件和主要参数的设计方法,仿真和实验研究表明该变换器具有优良的性能。     

一种新型ZVS型Buck变换器的设计

分析了零电压开关(ZVS)型Buck准谐振变换器(ZVS-Buck-QRC)的工作原理,仿真验证了ZVS效果,指出电路开关器件需承受很高电压应力的缺点,提出一种新型ZVS型Buck电路拓扑结构,相比ZVS-Buck-QRC,通过添加一个辅助开关管和箝位电容,有效限制了主开关管电压应力。主开关管导通前先使辅助开关管导通,添加死区,实现了主、辅开关管的零电压导通和关断。对新型电路的软开关过程进行详细分析,并推导出谐振电路参数的计算公式,仿真及实验结果验证了电路的软开关作用及电路对主开关电压应力的有效限制能力。     

有源箝位零电压开关DC-DC变换器拓扑的研究

有源箝位ZVS直流变换器实现了主开关管和辅助开关管的软开关,减少了开关管 上的电压应力和反向恢复相关的损耗。本文在有源箝位ZVS单元模块基础上,对有源箝位 ZVS直流变换器进行了全面的分析和研究。     

基于新型箝位电路的低电压应力零电流开关半桥PWM变换器

提出一种基于新颖箝位支路的零电流开关半桥PWM变换器。与传统的不对称半桥变换器相比,该变换器在变压器的副边电路中增加了一条由辅助开关管与谐振电容串联组成的辅助支路。该变换器不仅能在整个负载范围内实现主开关管和辅助开关管的零电流开关以及所有二极管的零电压开关;而且通过无源箝位支路,消除了辅助开关管和整流二极管的电压尖峰;采用对称控制,因此变压器不存在电流偏磁,且主开关管的电压应力相等。详细分析箝位支路的工作原理和变换器的工作特性,并给出实现软开关的条件,实验结果验证了该变换器的可行性。     

有源箝位零电压开关DC-DC变换器拓扑的研究

有源箝位ZVS直流变换器实现了主开关管和辅助开关管的软开关，减少了开关管上的电压应力和反向恢复相关的损耗。本文在有源箝位ZVS单元模块基础上，对有源箝位ZVS直流变换器进行了全面的分析和研究。     

一种新颖的ZVZCS-PWM三电平变换器研究

由于三电平变换器的主开关管电压应力为输入电压的50%,因而该变换器在高电压输入场合获得了广泛的应用.三电平变换器采用移相控制可实现超前桥臂的零电压开通,但与通常的移相桥式变换器一样,其滞后桥臂较难实现软开关.针对这一问题,提出了一种利用变压器次级辅助电路实现滞后桥臂零电流关断的零电压零电流开关脉宽调制(Zero-Voltage and Zero-Current-Switching Pulse Width Modulation,简称ZVZCS-PWM)半桥式三电平变换器,该变换器在宽负载范围内实现了滞后桥臂的零电流软开关(Zero-Current-Switching,简称ZCS-PWM),解决了难以实现滞后管软开关的难题.详细分析了该变换器工作原理及超前桥臂和滞后桥臂软开关的工作条件,在此基础上设计并制作了一台实验样机,得出令人满意的实验结果.     

零电压零电流不对称半桥串联混合式直流变换器

提出一种ZVZCS不对称半桥串联混合式直流变换器。该变换器的主开关管的电压应力为输入电压的一半，从而使该变换器非常适合高压输入场合。利用副边的辅助电路在宽负载范围内实现了滞后管的零电流软开关(ZCS)，并克服了以前出现的ZVS半桥串联混合式直流变换器所存在的2个半桥分压不均衡的固有缺点，从而使该类拓扑更加实用。此外，由于实现了ZVZCS，变压器原边环流基本被消除，变换器的效率得到进一步提高。文中详细分析了该变换器的工作原理，阐述了其工作特性，在此基础上设计并制作了1台240W(输出24V/10A)的原理样机，并给出了实验结果。     

BLDCM变压器谐振直流连接换向器设计

BLDCM由于具有低惯性、反应迅速、高可靠性和免于维护等特点而广泛应用。为了降低硬开关设备能量损耗,提出一种在浪涌开关换向中可以产生直流连接电压凹陷的变压器软开关换向器,以保证所有开关工作于零电压条件下,并分析了该换向器的工作原理。     

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。     

三倍流整流ZVS PWM三相全桥直流变换器

为了解决大功率电源中开关管电流应力较高的问题,提出一种采用脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制的三倍流整流零电压开关(zero voltage switching,ZVS)三相全桥直流变换器。该变换器原边采用三相全桥型结构,副边采用三倍流整流电路,尤为适合于高压输入、低压大电流输出的大功率电源场合。由于采用了三相交错并联的结构,不仅开关管的电流应力可以降低,而且输入输出电流脉动频率提高至开关频率的3倍,进而可以大大减小滤波器的体积。基于PWM控制,所有开关管可以实现ZVS。桥臂下管实现ZVS的能量来自于滤波电感,非常容易实现ZVS;桥臂上管实现ZVS的能量来自于两相变压器的漏感,相比于移相全桥变换器滞后桥臂容易实现ZVS。该文试制一台360 V输入、48 V/42 A输出的原理样机,并给出实验结果。     

一种新型无刷直流电机谐振极软开关逆变器

永磁无刷直流电机具有高功率密度、高转矩/电流比和控制简单等优势,得到了广泛应用。然而,无刷直流电机通常采用硬开关逆变器驱动,硬开关逆变器的系统效率较低,散热器的体积和重量较大,限制了大功率无刷直流电机驱动系统功率密度和性能的进一步提升。针对硬开关逆变器问题,提出了一种无刷直流电机专用的谐振极软开关电压源逆变器。通过在传统硬开关逆变器的三相输出端添加辅助谐振网络,实现了逆变桥主开关器件的零电压(ZVS)开关动作,辅助双向开关在零电流开关(ZCS)条件开通和关断。针对新型软开关逆变器,提出了一种新的脉宽调制(PWM)控制策略——TPWM TON,逆变桥上下侧开关器件轮流进行PWM调制,保持了直流母线中点电位的平衡,且使主开关和辅助开关的开关频率降到PWM调制频率的一半。对提出的软开关逆变器进行了实验研究,实验结果验证了电路结构、理论分析和控制策略的正确性与可行性。     

基于饱和电感的DC/DC开关变换器特性分析

移相全桥DC/DC变换器以其电路结构简单、开关损耗小、控制方便等优点在许多中大功率场合中得到了普遍的应用,但该变换器存在滞后桥臂换流困难、占空比丢失等问题,导致电路环流损耗增加,降低了变换器效率。针对以上问题,设计了一种基于饱和电感的DC/DC开关变换器。在分析变换器电路工作过程的基础上,讨论了饱和电感对电路局部谐振的影响,给出了饱和电抗器设计方法。最后通过实验验证了理论分析的正确性和可行性,实现了滞后桥臂的零电流开关,降低了环流能量,提高了DC/DC变换电路的效率。     

基于软开关技术的DC／DC功率变换器的设计

介绍了DC／DC变换器电路的基本工作原理。采用移相控制器UC3879为控制核心，设计出了对DC／DC功率变换器实现恒流输入控制的实用电路。试验结果证明系统性能优良。最后给出了在软开关条件下的实验波形。     

基于非对称耦合电感的交错并联磁集成软开关双向DC/DC变换器的研究

为了解决传统双向DC/DC变换器的损耗较大和效率较低等实际问题,提出了一种将交错并联磁集成技术与软开关技术相结合的控制方法。首先,以非对称耦合电感的交错并联磁集成双向DC/DC变换器为研究实例,分析了当变换器分别运行在一、二、四相电感时的3种工作状态;然后,在每种状态下,分别讨论了电感反向电流的持续时间和死区时间,从而总结出了变换器运行在每种状态下可以实现零电压开关ZVS（zero-voltage switch）的条件;最后,通过实验验证了理论分析的正确性,证实了该设计方案的实用性。     

软开关三电平DC/DC变换电路的发展及分析

介绍了三电平直流变换器的突出优点及其与软开关技术相结合的发展趋势、各发展时期有技术代表性的典型电路拓扑结构及其主要性能特点。针对零电流技术中因引入储能电容而引起的副边高电压应力问题,提出了一种新型的零电压零电流软开关三电平直流变换电路拓扑:通过耦合电感实现电流回零,通过改变耦合电感的变比来方便地设定原边环流置零时间,降低环流损耗,实现内管的零电流关断。实验样机验证了这种电路的主要性能,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。     

一种适用于电动汽车充电机的变压器钳位DC/DC变换器

为了减小电动汽车充电机谐波对电网造成的危害,很多充电机采用了三相输入功率因数校正(PFC)技术,造成充电机直流/直流(DC/DC)变换器的直流侧电压偏高.针对上述问题,提出了2种变压器钳位DC/DC变换器,并对基于串联谐振方式的变压器钳位3电平DC/DC变换器作了详细的分析.该变换器利用变压器钳位,无需辅助元器件,每个主开关电压应力是输入电压的一半,输入分压电容上的电压自动均压,大大降低了输入分压电容的容量要求.文中对变压器的钳位原理进行了分析,并通过一个6 kW的原理样机进行了实验验证.     

抑制电流纹波的模块化多电平直流变换器移相调制策略

模块化多电平直流变换器在采用传统载波移相脉宽调制时,如果各模块的输入及输出电压不一致,就会在电感上产生更大的电流纹波,增大电感的损耗,同时也不利于滤波器件的优化设计.针对这种情况,文中通过对电流纹波的频域分析,揭示了传统移相调制技术存在的问题,并确定了电流纹波幅值、各模块输入/输出电压与载波移相角之间的关系.以电流纹波中开关频率次谐波幅值最小为目标计算各模块的载波移相角,根据不同的工况调整移相角的算法,进而实现了一种电流纹波抑制的调制策略.对三模块级联的模块化多电平直流变换器进行了软件仿真和实验测试,仿真和实验结果都表明在各模块输入及输出电压不相等工况下,所提控制策略能够有效地抑制电流纹波,从而验证了所提控制策略的正确性和实用性.