基于DSP的移相全桥变换器的研究

研究了以全桥变换器作为主电路拓扑、以TMS320LF240x系列DSP作主控芯片、以移相控制方式作为控制方案的移相全桥软开关DC-DC变换器.由DSP发出移相控制信号并经芯片IR2110驱动放大,在移相驱动信号的控制下可以实现全桥变换器主功率开关的ZVS.进行了系统软件和硬件的设计,并安装了实验样机,实验结果表明设计方案正确,软开关效果良好.     

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。     

280W移相全桥软开关DC/DC变换器设计

移相全桥变换器是最常用的中大功率DC/DC变换电路拓扑之一,它利用开关管的结电容和原边串联电感作为谐振元件,使开关管能进行零电压开通和关断,但传统移相全桥变换器输出整流二极管的反向恢复会引起电压振荡,二级管上存在很高的电压尖峰。280W移相全桥软开关DC/DC变换器采用了一种新的拓扑结构,在变压器原边加了2个箝位二极管,在实现开关管零电压开通和关断的同时,有效地抑制了电压振荡,消除了电压尖峰,减小了输出整流二极管的电压应力。分析了主电路的工作原理,给出了主电路参数和实验结果。     

一种新型全桥零电压转模 PWM DC-DC变换器

针对移相全桥ZVS PWM DC-DC变换器滞后桥臂零电压开关范围窄、占空比丢失严重以及转换效率较低等缺点，该文提出了一种新型的全桥ZVT PWM DC-DC变换器拓扑。这种电路在传统移相ZVS PWM DC-DC变换器的基础上增加了两个无源网络，其中一个并联在原边的主电路中，为滞后桥臂实现零电压开关提供条件；另一个串联在变压器的副边，以减小变压器的导通损耗。这种电路有宽零电压负载范围，占空比丢失小等优点，可以提高了开关电源的效率，且输出性能好。该文分析了变换器的工作原理以及滞后桥臂零电压开关的实现条件。该文采用了DSP作为控制芯片，实现了系统的双闭环控制。最后研制了一台功率为600W，工作频率为100kHz的样机，实验结果验证了这种新型全桥ZVT PWM DC-DC变换器相关理论的正确性。     

二极管加电流互感器箝位的移相全桥DC/DC变换器

二极管箝位的移相全桥变换器工作在电感电流断续模式时,箝位二极管工作在硬关断状态,极易损坏,严重影响系统的可靠性。该文分析了该变换器的工作原理,提出二极管加电流互感器箝位的移相全桥变换器,该变换器能够有效地减小箝位二极管的导通时间,使其能够自然关断。详细分析了所提变换器的工作原理,给出主要参数的设计方法,并通过实验验证了原理分析的正确性。     

基于移相全桥的串联升压式部分功率DC-DC变换器

首先详细分析基于移相全桥的串联升压式部分功率DC-DC变换器的工作原理和特性,与传统Boost电路相比,该变换器具有开关管和二极管电气应力低、零电压开关以及输入输出电流均连续等优点;其次,对变换器建立小信号模型,由于不存在右半平面零点,因此避免了Boost电路动态响应慢的缺点;最后,通过1.6 k W的原理样机实验验证了理论分析的可靠性。     

分布式风光储系统双向DC-DC变换器研究

文中提出了一种分布式风光储系统的架构,并重点研究系统中连接蓄电池和直流母线的双向DC-DC变换器。双向DC-DC变换器能够实现太阳能阵列、风机、电网和蓄电池之间的能量交换、调节母线电压,是风光储系统的关键部分。本文采用高变比的双有源全桥变换器构成双向DC-DC变换器,它既能连接较低输出电压的蓄电池和高压直流母线,又能通过移相控制实现功率双向流动和软开关。本文研制了一台3 k W风光储系统样机,在不同工况下测试了双向双有源DC-DC变换器的功能。     

尖峰抑制器在ZVZCS变换器中的应用与设计

输出整流二极管反向恢复带来电压尖峰和电磁干扰(EMI);全桥(FB)移相(PS)零电压开关(ZVS)变换器滞后臂ZVS范围太窄、次级占空比丢失严重。此处提出了使用尖峰抑制器的解决方法,分析了尖峰抑制器抑制二极管反向恢复和提高全桥变换器软开关范围的工作原理,推导了尖峰抑制器设计公式。在设计的4.5 kW电源样机上通过实验表明:尖峰抑制器很好地消除了整流管反向恢复电压尖峰;提高了有限双极性FB零电压零电流开关(ZVZCS)变换器的软开关范围,减少了使用谐振电感带来的占空比丢失。     

240 W全桥移相ZVS变换器的设计

移相全桥零电压变换器在中大功率场合中得到了广泛的应用,但其滞后臂只能在较窄的负载范围内实现软开关,并且其输出整流二极管反向恢复时产生严重的寄生振荡,二极管上存在很高的尖峰压.而文献[1]中变换器的滞后臂利用励磁电感电流可以在较宽的负载范围内实现软开关.变压器的漏感与电容的谐振可以减小整流管的电流应力和导通损失.基于此变...     

基于SiC二极管的移相控制型直流变换器设计

设计并试验验证了一种基于SiC二极管的隔离型移相全桥 DC/DC变换器.该变换器变压器采用交错并联结构以提高功率等级,降低电流电压应力;采用移相全桥电路实现软开关,降低开关损耗,便于提高开关频率以减小磁性元件体积、增加功率密度;此外,二次侧不控整流电路使用SiC二极管,消除了传统不控整流反向恢复的问题.通过分析移相全桥的工作原理,提出了一种基于SiC二极管整流的移相全桥 DC/DC电路设计方法,并研制了１台额定600V 输入、300V 输出的3.6kW 样机,试验结果验证了设计方法的可行性。     

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。     

一种新颖四象限隔离型反激双向直流变换器

隔离型反激DC-DC变换器具有较高增益和较大功率等级,已成为高增益大功率场合的研究焦点,针对传统反激变换器存在的变压器漏感尖峰的问题,提出一种带反激缓冲器的隔离式四象限全桥双向DC-DC变换器。应用钳位电容和反激缓冲器来钳位因流馈式电感和隔离变压器漏电感间的潮流差而引起的尖峰电压,成功地把电压钳位到理想水平;同时消除了因漏电感的续流带来的开关损耗,提高了变换器工作效率;缓冲器还限制漏感电流ip在全桥开关中循环,在超载情况下降低了开关电流应力,提高了系统可靠性。实验证明了理论分析正确性和可行性。     

基于SiC MOSFET的移相全桥ZVS变换器

移相全桥ZVS变换器通过软开关技术,显著地减小了开关损耗,并进一步提高装置的效率,得到了广泛应用,但传统移相全桥ZVS变换器在低压大电流情况下整流二极管导通损耗较大。首先采用同步整流技术,降低了次级整流管的导通损耗;然后采用在原边加箝位二极管的方法抑制了副边整流管两端的电压尖峰;并且采用在原边串联隔直电容的方法抑制直流分量;最后用Saber搭建SiC MOSFET半桥模块的仿真模型,通过MATLAB和Saber协同仿真来验证高频下SiC MOSFET的工作特性。     

软开关技术及应用实例(续2)

本文侧重对零电流开关(ZCS)脉冲调宽变换器、零电压开关(ZVS)脉冲调宽变换器、移相控制零电流转换全桥式DC/DC变换器和移相控制零电压转换全桥式DC/DC变换器的工作原理及设计方法作以简单介绍,还列举了几个实用的软开关电源电路。     

基于DSP的推挽全桥双向直流电源设计

针对高电压传输比的中大功率场合,研究设计了一种推挽全桥双向DC/DC变换器。研究了变换器的两种工作模式,升压侧选择Boost变换级联推挽的方式,采用变压器替代推挽侧电感改善了变换器升压启动的问题,降压侧结合移相全桥控制技术实现软开关。对主电路及控制驱动电路进行了详细设计并给出了电路主要参数。最后以C2000系列微处理器TMS320F28035为主控制器,设计制作了一台2 k W的实验样机,给出了相应的测试结果验证了可行性。     

软开关技术及应用实例（续3）

本文侧重对零电流开关（ZCS）脉冲调宽变换器、零电压开关（ZVS）脉冲调宽变换器、移相控制零电流转换全桥式DC／DC变换器和移相控制零电压转换全桥式DC／DC变换器的工作原理及设计方法作以简单介绍,还列举了几个实用的软开关电源电路。     

软开关技术及应用实例

本文侧重对零电流开关(ZCS)脉冲调宽变换器、零电压开关(ZVS)脉冲调宽变换器、移相控制零电流转换全桥式DC/DC变换器和移相控制零电压转换全桥式DC/DC变换器的工作原理及设计方法作以简单介绍,还列举了几个实用的软开关电源电路。     

软开关技术及应用实例

本文侧重对零电流开关（zcs）脉冲调宽变换器、零电压开关（ZVS）脉冲调宽变换器、移相控制零电流转换全桥式DC／DC变换器和移相控制零电压转换全桥式DC／DC变换器的工作原理及设计方法作以简单介绍,还列举了几个实用的软开关电源电路。     

Single‐Stage ZVS‐PWM AC‐AC Power Converter Using All SiC Power Module for High‐Frequency Induction Heating Applications

This paper presents a novel prototype of a single‐stage zero voltage soft‐switching pulse‐width modulation ‐controlled ac‐ac converter with a silicon carbide (SiC)‐MOSFET/SiC‐SBD power module for high‐frequency (HF) induction heating (IH) applications. The newly developed ac‐ac converter can achieve higher efficiency than a Si‐IGBT/Si‐PN diode power module‐based prototype due to a low ON‐resistance of SiC‐MOSFET and a low forward voltage of SiC‐SBD under the condition of HF switching. The performances of the new prototype converter are evaluated by experiment with a single‐phase IH utensil of ferromagnetic stainless metal, after which the high‐efficiency and low switching noise characteristics due to the all SiC power module are actually demonstrated.     

大功率海洋电磁发射机DC-DC可控源电路特性分析

海洋电磁发射机通过向海底发射大功率的电磁波,来获取海底结构和矿产资源的分布规律,但目前发射机存在体积大、发射功率小等问题,直接影响勘探深度。提出采用PWM变换器组成发射机DC-DC可控源电路,然而常规的零电压开关全桥(ZVS-FB)PWM变换器存在高环流能量、占空比丢失以及滞后桥臂的ZVS范围受限等问题,为此介绍一种利用零电压零电流开关全桥(ZVZCS-FB)PWM变换器组成可控源电路。采用非对称移相控制,分析电路工作过程及特性,主要包括最大控制占空比、一次电流复位和隔直电容、占空比丢失、开关损耗以及环流能量等。仿真和实验结果表明该DC-DC可控源电路实现了超前桥臂的ZCS开通和ZVS关断以及滞后桥臂的ZCS开通和关断,提高了电路效率和功率密度。