移相全桥ZVS直流变换器研究综述

摘要：移相全桥ZVS(Zero Voltage Switching)直流变换器具有工作频率恒定、拓扑结构简单、功率密度高且能利用器件自身的寄生参数谐振实现ZVS等特点,在中高功率应用场合中备受青睐。然而,传统移相全桥ZVS变换器软开关范围有限,存在环流损耗、副边占空比丢失以及整流桥寄生振荡等缺陷。本文对移相全桥ZVS变换器存在的问题进行分析,针对典型的拓扑结构和调制策略进行分类,比较了各方案的优势与不足,并提出一种基于互补占空比的改进方案,建立模型并进行仿真验证。     

基于互补占空比调制的改进全桥ZVS直流变换器

针对传统移相全桥零电压开关ZVS （zero voltage switching）变换器存在的例如软开关范围受限、占空比丢失以及寄生振荡问题,提出了一种基于互补占空比调制的改进全桥ZVS直流变换器。通过引入并联辅助谐振网络以实现滞后桥臂开关宽范围的ZVS,选择较小的谐振电感以减少占空比丢失,引入原边钳位二极管网络以消除寄生振荡。详细阐明了工作原理与特性分析,并进行了仿真对比。结果显示,在20%负载条件下,相较于传统移相全桥变换器,所提改进全桥变换器保证了软开关特性且消除了寄生振荡。     

多相控制全桥ZVS—PWM变换器的分析与设计

阐述了零电压开关技术（ZVS）在移相全桥变换器电路中的应用。分析了电路原理和各工作模态，给出了实验结果。着重分析了主开关管和辅助开关管的零电压开通和关断的过程及实现条件。并且提出了相关的应用领域和今后的发展方向。     

不对称控制全桥副边双谐振DC-DC变换器

提出一种全桥副边双谐振(full-bridge secondary-dual-resonance,FB-SDR)DC-DC变换器。变换器无需添加辅助电路即可在全负载范围内实现开关管的零电压开关和副边整流二极管的零电流关断,减小了开通损耗和反向恢复损耗;同时,采用不对称控制策略,消除了传统移相全桥变换器的环流损耗,提高了变换器的效率;有效抑制了整流二极管的电压尖峰和振荡,将整流二极管电压箝位在输出电压,减小了电压应力,进一步提高了变换器的性能。详细研究FB-SDR变换器的工作原理及稳态特性,并对电路关键参数进行设计。最后,通过搭建一台1 kW、400 V/48 V的实验样机,验证理论分析的正确性。     

全桥ZVS PWM电容器充电变换器

为对广泛应用的电容充电大功率全桥零电压软开关高压变换器进行理论分析,从零电压(相当输出短路)到最大电压用变换器对电容器进行了充放电试验。变换器电路中充分利用器件的寄生参数,通过在高压变压器的原线圈串联电感,实现主开关管输出高压整流二极管的零电流软切换,变换器通过脉宽调制和电流控制调节输出电压并具有过压和过流保护功能。给出变换器的静态分析,同时给出了基于UCC3895 PWM控制器的直流—直流变换器样机的详细设计和1 kJ/s充电速度的实验结果表明变换器的理论分析正确,方法可行。     

旋转式ZVS移相全桥DC-DC变换器的研究

根据旋转式非接触感应电能传输系统的应用要求,本文设计了一种旋转式ZVS移相全桥DC-DC变换器。详细分析了移相全桥ZVS的工作模态及占空比丢失问题,给出了高频旋转变压器的具体分析与设计方案,最后对所设计的移相全桥旋转变换器进行了性能测试,分析了转速变化对输出的影响,给出了实验波形,验证了该旋转变换器的可行性。     

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。     

移相全桥ZVS变换器的原理与设计

介绍移相全桥ＺＶＳ变换器的原理,并用ＵＣ３８７５控制器研制成功３ｋＷ移相全桥零电压高频通信开关电源。     

改进型ZVS PWM全桥DC-DC变换器的研究

研究一种把软开关技术和移相PWM控制技术以及双向DC DC变换器技术有机结合在一起的新型高频DC DC开关功率全桥变换器。它采用电流模式移相PWM控制,在较大的负载范围内实现了开关器件的零电压软开关(ZVS)。该电路简单高效,超前臂、滞后臂都能在很宽的范围实现软开关。介绍和分析了变换器的工作原理,最后给出了实验结果和两个主要波形,并做出了详细的说明。     

基于数字控制的移相全桥ZVS-PWM变换器的设计

介绍了一种采用辅助谐振网络的移相全桥ZVS-PWM变换器,简述其工作原理。使用TMS320LF2407A作为主控芯片,实现了数字移相控制及全桥变换零电压软开关。试制了一台8kW/20kHz的样机,给出了实验波形及结论。     

基于UC3875的移相全桥ZVZCS变换器的设计与仿真

由于基本的移相全桥ZVS变换器存在滞后桥臂实现零电压开通困难、副边占空比丢失、原边环流较大等缺点,而全桥ZCS变换器实现ZCS时需要有较宽的负载调节范围,且对电路的参数要求严格,如果保护措施不当容易产生过压损坏开关管。鉴于上述弊端,本文研究了一种滞后桥臂串联二极管的移相全桥ZVZCS变换器,该变换器采用UC3875为控制芯片,采用平均电流模式的电压电流双闭环控制策略,不仅大幅度降低电路内部的循环能量、减小副边占空比丢失、软开关范围不受电压和负载的影响,而且该系统具有动态响应速度快、系统性能稳定的优点。本文设计了1kW移相全桥ZVZCS DC-DC变换器,通过Saber软件对其进行了仿真分析,仿真结果表明理论分析的正确性。     

LLC谐振全桥DC/DC变流器的优化设计

LLC谐振全桥DC/DC变流器具有很高的功率密度和转换效率,但仍需合理的设计才能体现其优势.在该变流器中,谐振网络参数的选取对电路性能有至关重要的影响.本文从提高全输入范围内变流器转换效率的角度出发,对谐振网络及其它参数进行了优化设计.最后制作了一台1 kW功率等级的样机,对所提出的设计方法进行的实验结果表明,采用所设计的LLC谐振全桥DC/DC变流器具有工作频率范围窄,全输入范围内效率高等优点.     

双向DC/DC变换器的改进相移控制设计

改进相移控制的双向DC／DC变换器结合了PWM和相移控制的优点,减小了变换器的电流应力,拓宽了软开关范围,提高了变换器的效率。详细介绍了控制电路的设计方法,最后给出了实验结果。     

多路输出电流控制型单端正激DC／DC变换器的设计

介绍一种适用于低压、宽范围供电的多路输出单端正激DC/DC变换器,其输入电压范围为DC 8～40V,输出为5V/3A、±15V/0.5A、 10V/0.5A。功率电路使用无损耗箝位电路实现了变压器磁芯的复位,控制电路使用第三代BICOMS电流控制型PWM,简化了电路设计、降低了噪声敏感度,并分析了多路输出耦合电感对负载交叉调节性能的影响。     

基于隔离反馈发生器的单端正激DC／DC变换器设计

简述了光电耦合器隔离反馈方式的工作原理和优缺点,以及隔离反馈发生器UC1901芯片的工作原理。重点介绍了基于UC1901的单端正激式开关电源的设计方案,最后,实验结果验证了这一方案。     

辅助变流器高频DC/DC隔离变换器研究

应用全桥移相软开关技术设计了轻轨列车用辅助高频DC/DC隔离变换器,并进行了实验分析验证。变换器实现了软开关,并能提高电能变换效率和变换器功率密度。应用软开关高频隔离方案可减小机柜体积,便于设备安装维护等,这也是轻轨列车辅助变流器设备发展的趋势。     

一种新型数字控制全桥DC/DC变换器的设计

传统的模拟控制DC/DC变换器,其控制方法单一,硬件电路结构复杂,因此极大地制约了电源效率的提高和电源硬件成本的缩减.本文提出了一种电源数字化控制方案,采用了一种先进的电路拓扑并结合ARM处理器设计了一种全数字控制方法.该方案可以有效地减小电源的体积,降低电源的成本,提高电源的效率.本文的零电压零电流变换器拓扑结构合理...     

高精度自整角机/旋转变压器模拟直流转换器的设计

以高精度自整角机／旋转变压器-数字转换为基本原理，综合运用高精度的数字／模拟直流电压（D／A）与模拟直流电压／电流（V／I）变换技术及隔离技术，设计研制的自整角机／旋转变压器信号直接转换成仪表用标准工业接口所需要的电流信号，为使用者提供了方便。     

测试风机气动特性的高性能DC/DC变换器研制

在已有风力发电测试与实验一体化系统基础上,研制了一台用于风力机特性测试以及系统控制研究用的DC/DC变换器。并对变换器的动态性能进行了优化设计,满足了该系统叶尖速比大范围变化时超宽的转速和功率运行要求。结合风力发电测试与实验一体化系统进行了风洞试验,测试了某2kW风机的气动特性曲线。实验结果表明该变换器能够很好地满足风机测试和正常工作的要求。     

基于TOPSwitch的AC／DC开关电源的研制

介绍了单片开关电源芯片TOPSwitch的工作原理,给出了AC/DC隔离式稳压开关电源的完整应用电路设计方案,并对电路调试和高频变压器设计进行了说明。实验证明,此种开关电源体积小、功率密度高、运行稳定,对于单板系统供电设计具有很高的实用价值。