新型零电流转换移相全桥DC/DC变换器

提出了一种新型零电流转换(ZCT)移相全桥DC/DC变换器拓扑。该变换器通过在原边增加一个由电容和电感构成的有源辅助电路,在开关管状态发生变化时,控制辅助电路的谐振电流,可实现主功率开关管和辅助开关管的零电流开关(ZCS),消除IGBT拖尾电流引起的开关损耗,同时减小了二极管的反向恢复损耗。辅助电路结构不会增加开关管的导通损耗,还能一定程度上克服传统零电压开关(ZVS)全桥变换器原边环流损耗大和占空比丢失严重的缺点。详细分析了该新型全桥变换器的工作原理以及实现零电流开关的条件,给出了主电路拓扑结构及相关参数选取,根据所选取参数对主电路进行仿真研究,给出了主要仿真波形,结果验证了电路分析的正确性和设计的可行性。     

复合网络抑制变压器副边整流桥振荡电压尖峰的研究

鉴于电动车充电电源移相全桥主电路拓扑的特点,在考虑变压器漏感、原边外加谐振电感和二极管寄生参数的基础上,建立了变压器二次侧整流桥换流时的等效模型,依据该模型分析了变换器输出整流桥寄生振荡产生尖峰电压的机理,讨论了各参数对寄生振荡的影响规律。然后针对二次侧寄生振荡产生的原因,采取了副边加缓冲电路以及原边加箝位电路的复合网络设计方法来抑制电压尖峰,并对比了常用策略,分析了该复合网络的优越性。Matlab仿真和硬件电路实验结果表明,在所设计的18kW移相全桥ZVS变换器中采用的复合型优化缓冲电路,可有效抑制输出整流桥上的振荡尖峰电压,符合大功率充电电源高可靠性的要求。     

带箝位辅助谐振支路的改进型变换器研究

移相控制零电压全桥变换器利用变压器漏感和开关管的寄身电容可实现开关管的零电压开关,为了抑制整流输出寄生振荡,可以在初级加入一个谐振电感和两个箝位二极管构成辅助谐振支路,本文将辅助谐振支路与变压器交换位置,使辅助支路与超前臂相连,不仅抑制了次级寄生振荡和电压过冲,使整流管和箝位二极管工作在软开关条件下,而且减小了箝位二极管上电流有效值,减小了次级占空比丢失和初级通态损耗。分析了改进后变换器的工作原理,并对改进前后的变换器进行了比较。实验结果验证了电路的正确性。     

移相全桥ZVS变换器整流桥寄生振荡的抑制

移相全桥零电压开关(ZVS)变换器是应用于中大功率DD-DC变换场合的理想拓扑之一,但在其输出整流二极管反向恢复时,整流桥产生寄生振荡,二极管上存在很高的尖峰电压。这将带来电路损耗,并影响整流桥的使用寿命。本文分析了振荡产生的原因,并介绍了抑制的方法。重点分析了一种原边加箝位二极管的缓冲电路形式,制做了一个5.5kW样机,并给出了对比实验结果。     

一种新颖的ZVS全桥变换器寄生振荡抑制方法

在对整流二极管寄生振荡产生机理深入解析的基础上,提出基于超前换流的电压振荡抑制新对策,进而推出一种原边加换流电容和LC辅助电路的新型零电压开关(zerovoltage switching,ZVS)脉宽调制(pulse width modulation,PWM)移相全桥变换器,很好地抑制了副边整流二极管的寄生振荡,没有占空比的丢失,实现宽负载范围开关管的零电压开关。阐述该变换器的工作原理,给出关键参数的设计原则,并通过一台650W/28V、开关频率为100kHz的原理样机验证该变换器的优点。     

大功率双管正激变换器次级吸收电路的研究

针对大功率高压输出场合普遍存在的次级电路中二极管反向恢复问题,引入了一种双CDD(一个电容两个二极管)无源无损缓冲电路。该电路不仅能有效抑制二极管反向恢复产生的电压尖峰,保证电路的可靠运行,还能避免常规电阻-电容-二极管(RCD)缓冲吸收网络损耗大的缺点。详细分析了该次级加箝位电路的组合双管正激变换器工作原理,给出了缓冲电容的选取方法,并在180V/20A的实验样机上进行实验,验证了理论分析的正确性。     

有源箝位ZVZCS全桥变换器副边寄生振荡抑制的研究

为实现滞后臂开关管的零电流开关,在移相全桥变换器功率变压器的副边加入了有源箝位电路。同时,该有源箝位环节还能对输出整流二极管上的寄生振荡起到很好地抑制作用。为分析有源箝位环节的抑制作用及有源箝位环节相关参数对抑制作用的影响,将有源箝位环节对输出整流二极管寄生振荡的抑制过程分为两个阶段进行深入分析,并详细讨论了两个关键参数对寄生振荡抑制效果的影响及其设计原则。最后,通过1台4.8 kW/300 V、开关频率为20 kHz的实验样机对理论分析及有源箝位环节对输出整流二极管寄生振荡的抑制作用进行了验证。     

电动汽车车载移相全桥变换器改进研究

为提高电动汽车车载电源的效率,针对传统移相全桥DC/DC变换器的副边占空比丢失、变压器磁饱和、副边寄生振荡等问题,提出改进型的移相全桥拓扑结构,通过增加原副边的变比来减小占空比的丢失,串联隔直电容防止变压器磁饱和,采用二极管钳位电路抑制副边二极管的电压振荡.在详细分析移相全桥零电压开关(ZVS)控制策略的基础上,针对该...     

一种带辅助支路的移相全桥零电压开关变换器

介绍了传统移相全桥零电压开关变换器;设计出一种带箝位二极管和阻容元件的辅助谐振换流网络的移相全桥零电压开关变换器。该变换器是将一箝位二极管辅助支路置于后臂桥与变压器之间,既很好地实现了ZVS,还有效抑制了次级整流二极管上的寄生振荡,使次级整流二极管和箝位二极管均工作在软开关状态下,提高了整机效率。本文从工作原理出发,对电路进行了详细分析,设计出一台220V/10A样机,给出了主要实验波形,验证了该电路的正确性。     

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。     

牵引变流器中6500 V场终止IGBT的物理场仿真研究

绝缘栅双极性晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)凭借其优异的载流和抗压能力,在牵引变流器中得到了广泛的应用.通过仿真研究了解其动态特性,对于保障其自身和系统的运行稳定性和可靠性具有重要意义.针对牵引变流器用大功率IGBT封装模块,在分析IGBT工作原理和特性的基础上,充分...     

开关电源中印刷电路板寄生参数对传导电磁干扰影响的研究

研究了开关电源中印刷电路板寄生参数及功率器件瞬态特性产生的传导电磁干扰现象。针对半桥型DC／DC变换器电路拓扑，使用Cadence软件中的Specctra Quest工具提取了印刷电路板上主要印制线的寄生参数，通过噪声等效电路模型的仿真计算，表明高频情况下印刷电路板寄生参数对传导电磁干扰有较大的影响。最后，对两台原理样机(仅印刷电路板布线不同)的工作波形进行了实验测试，实验结果表明功率器件开通和关断瞬间形成的电压和电流突变而造成的高频振荡现象与电路杂散参数有关。最后，对两台原理样机(仅印刷电路板布线不同)的工作波形进行了实验测试，实验结果表明功率器件开通和关断瞬间形成的电压和电流突变而造成的高频振荡现象与电路杂散参数有关，说明在不改变原理电路的条件下，通过合理设计印刷电路板布线可以有效提高开关电源的EMC性能。     

一种高效率高可靠性的推挽正激直流变换器

推挽正激变换器是低压大电流输入场合的理想拓扑之一,但其输出整流二极管上由于反向恢复产生很高的电压尖峰。这将导致整流二极管选取困难,并影响其使用寿命。研究了一种加无源无损缓冲吸收的推挽正激变换器,整流二极管上尖峰电压小,可靠性高。并给出了该变换器的工作原理和缓冲电容的参数设计,还通过1kW实验样机给出了加缓冲吸收电路前后的实验波形。样机取得了高效率和高可靠性。     

考虑寄生参数的LLC谐振倍压变换器优化设计

在LLC谐振倍压变换器的优化设计中,谐振参数对于变换器的性能具有重要影响。在高压电源中,由于其变压器升压比高,变压器寄生参数往往较大,给LLC谐振倍压变换器的谐振参数优化设计带来了困难。针对LLC谐振倍压变换器,建立了包含变压器寄生参数的电路模型,分析了变压器寄生参数对LLC谐振倍压变换器的影响,并带入参数优化设计过程,推导出了保证软开关条件下谐振电流最小的谐振参数优化设计方法,利用Matlab优化方法对LLC电路进行优化设计。最后通过仿真和实验验证了该方法的正确性和可行性。     

一种反激式变换器的有源箝位方式

分析了反激式变换器中变压器漏感对开关管漏-源极峰值电压的影响,利用参数的寄生振荡电路限制幅值、RCD箝位限制幅值的作用及存在的问题,提出将有源箝位技术应用于反激式变换器,分析了单管正激式变换器的有源箝位与反激式变换器有源箝位的作用不同之处。最后利用辅助DC／DC变换器作为有源箝位电路,并对反激式变换器在没有有源箝位的寄生振荡限幅形式和应用辅助DC／DC变换器的有源箝位形式进行对比试验,实验结果表明了有源箝位的有效性。     

兆赫级超高频感应加热电源电路的分析与研究

针对超高频感应加热电源电路中寄生参数和开关损耗两大难点，提出了一种能够吸收电路中感性与容性寄生参数、开关器件工作于零电压开关方式的双管超高频变换器。从而解决了寄生参数引起的电压电流过冲和开关损耗大的问题。由于输入端串入了高频电感，该变换器还同时具有电压型和电流型逆变器的优点，两只开关之间不需要导通死区时间，因而更加适合于高频工作。该本分析了电路的工作原理，并给出了1MHz频率下电路工作的仿真与实验结果。     

基于GaN的并联反激均衡器的设计分析

分析寄生电感与结温对GaN并联电路的性能影响。首先理论分析寄生电感与结温的影响情况,得出这些因素与电路损耗的关系式;并且结合仿真,测试出该变换器的电压电流图像。基于并联反激均衡器理论分析与仿真电路的结果进行研究分析,得出了电路PCB的布局方案和电路的控制策略,能够更好地解决电路的延迟、振荡和不均衡的现象。最后通过设计出来的样机,与Si的电路和不同负载情况,对比分析电路的稳定性能与均衡性能,验证所得到的布局方法与控制策略能够降低寄生电感与结温对于电路的影响情况。