基于触发式电感的零电压零电流DC／DC变换器的优化

本文介绍了零电压零电流开关全桥（ZVZCS）DC＼DC变换器。通过添加辅助电路解决了软开关谐振变换器的开关损耗问题。本文叙述了用触发式电感和LC电路的实际应用来实现零电压和零电流开关全桥变换器。通过数学模型分析了在DC＼DC变换操作中变换器的参数对其的影响，用仿真进行了整流参数和工作点的优化。实现了10kW的DC＼DC变换器实验，并在文章中给出了结果。     

一种全桥ZVZCS DC/DC变换器的研究

提出了一种全桥零电压零电流(FB-ZVZCS)DC/DC变换器拓扑,副边采用电容和二极管构成了两个辅助电路,它们与谐振电感谐振形成的阻断电压源相串联,实现了滞后臂较大范围的ZCS,同时此种结构抑制了副边整流二极管尖峰电压;针对高输出电压设计,输出采用双全桥串联整流电路以降低整流二极管的高电压应力和解决它们的均压问题。变换器控制简单、没有辅助开关和缓冲电路。文中详细分析了工作原理和参数设计,仿真和样机实验验证了方案的正确性。     

一种改进的ZCT无桥功率因数校正电路设计

为了降低开关损耗,提高变换器的效率,提出了一种改进的零电流转化软开关无桥功率因数校正电路,实现了变换器主开关管和辅助开关管的零电流导通和零电流关断,有效地减小了导通损耗,提高了电路的效率。详细分析了电路的工作模态、工作条件和主开关管的导通损耗。仿真和实验结果表明,该功率因数校正电路实现了输入电流对输入电压的良好跟踪,功率因数高,谐波含量少,效率较传统的全桥功率因数校正电路有明显的提高。 关键词：全桥;零电流转换;无桥;功率因数校正     

新型单相软开关AC-DC-AC变换器

为改善单相AC-DC-AC变换器的性能,提出了一种单相谐振直流环节零电压开关AC-DC-AC功率变换器拓扑结构,由图腾柱式单相整流器,位于直流环节的辅助谐振电路和单相全桥逆变器组成.利用同一组辅助电路能分别将整流器输出端电压和逆变器输入端电压变化到零,使整流器和逆变器桥臂上的开关器件分别实现零电压切换.分析了电路的工作流程,在1.2kW样机上的实验结果表明开关器件完成了软切换.该拓扑结构对于研发节能型单相AC-DC-AC变换器具有借鉴意义.     

基于有效占空比的ZVZCS全桥变换器建模与仿真

分析了零电压-零电流开关(ZVZCS)全桥脉宽调制(PWM)变换器的工作原理,引入变压器副边电压有效占空比的概念并考虑电路元件的寄生参数,在Buck变换器的PWM开关等效模型的基础上,建立了ZVZCS全桥软开关变换器的小信号等效模型,该方法通用于任何可以计算出有效占空比的全桥变换器.通过对小信号传递函数的幅频和相频特性...     

一种新的移相全桥零电压开关PWM变换器

对于移相全桥零电压开关PWM变换器,在全负载范围内实现所有开关器件零电压开关和减少占空比丢失之间是矛盾的。如果在电路中增加一个辅助电路,根据负载情况在续流期间为滞后桥臂的零电压开关提供能量,能在全负载范围内实现所有开关器件的零电压开关和减少占空比丢失,但电路中存在严重的环流问题。文中提出新的拓扑结构通过增加一个双向开关和相应的驱动电路,有效地减少了环流带来的损耗。实例分析和仿真验证了这种拓扑的优点。     

采用辅助变压器的零电压零电流开关全桥直-直变换器

本文给出了一种新型的零电压零电流开关全桥移相脉宽调制变换器,该变换器采用IGBT为功率开关管,在传统变换器的基础上通过增加辅助变压器的方式提高了变换器的性能,通过增加正激能量恢复缓冲器和辅助电路,使变换器在各种负载以及短路工作状态下都能够保证所有开关管实现零电压零电流开关工作模式。介绍了变换器的工作原理并通过试验得到了较好的结果。     

低压大电流大功率软开关全桥变换器拓扑结构分析

分析研究了低压大电流全桥变换器电路拓扑结构。分别介绍了功率变压器初级移相控制零电压(ZVS)PWM和移相控制零电压零电流(ZVZCS)PWM软开关全桥变换器主电路拓扑结构,以及功率变压器次级适宜采用的不同电路拓扑形式,并对其优缺点进行了对比分析。文中简要说明了在变换器输入级加入功率因数校正环节的必要性。     

ZVZCS移相全桥PWM变换器的设计与仿真

ZVZCS移相全桥PWM变换器实现了超前桥臂零电压开关(ZVS)和滞后桥臂零电流开关(ZCS),具有结构简单、占空比丢失较小、软开关较容易实现等特点。文章全面分析了该变换器的工作原理、讨论实现软开关的条件,设计了主要参数,然后利用SIMetrix仿真软件对电路进行仿真,通过波形验证了参数设计合理、变换器实现ZVZCS。     

单相全桥三电平节能逆变器

随着开关频率的提高,单相全桥逆变器处于硬开关切换时的开关损耗也会明显增大,将导致逆变器处于低效率运行.为解决这一问题,提出了一种单相全桥三电平节能逆变器.通过设置辅助换流电路,利用谐振使主开关并联的电容的电压下降到零,主开关可实现零电压切换,而且在换流过程中,两组双向辅助开关可分别实现零电压切换和零电流切换.分析了电路的工作状态,实验结果表明主开关和辅助开关都能实现软切换.因此该单相全桥三电平逆变器可实现高效率运行.     

无源器件辅助换流的单相全桥软开关逆变器

为提高单相全桥逆变器的转换效率,提出了一种无源器件辅助换流的单相全桥软开关逆变器拓扑结构,通过在逆变器桥臂上增加辅助谐振电路,实现了开关器件的软开关动作.辅助谐振电路中无辅助开关器件,只含有电感、电容和二极管等少量无源器件,这有利于降低辅助电路的成本,而且不会使逆变器的控制策略复杂化.此外,在逆变器处于死区状态时,负载电流能通过辅助谐振电路续流,可以改善逆变器输出电流波形的畸变率,减小了死区的不利影响.文中详细分析了电路的工作过程,在功率为4kW的单相实验样机上进行了实验验证,获得的实验结果表明在轻载和满载时逆变器的开关器件都能实现软开关,逆变器输出电流波形的畸变率都得到了改善.因此,该无源器件辅助换流的单相全桥软开关拓扑结构对于提高逆变器的性能具有重要意义.     

A passive auxiliary circuit achieves zero-voltage-switching in full-bridge converter over entire conversion range

A passive auxiliary circuit is proposed to achieve zero-voltage-switching (ZVS) over the entire conversion range in a full-bridge (FB) pulse-width modulated (PWM) converter (FBZVS converter) with minimum conduction loss penalty. The stored energy in the auxiliary circuit is minimal under the full-load condition. It increases progressively as the load current decreases. The proposed auxiliary circuit is passive, simple and can be viewed as an add-on to the conventional FBZVS converter. The principle of operation is described and the performance is demonstrated on a 100 kHz, 500 W prototype.     

新型单相全桥无源软开关逆变器

为改善单相全桥逆变器的运行效率,设计出了一种新型单相全桥无源软开关逆变器,在每个开关周期的换流过程中,利用逆变器的低损耗辅助谐振电路,使开关器件实现软切换以节约电能.辅助谐振电路只含有电感、电容和二极管等无源器件,不会使逆变器的控制变复杂.此外,在逆变器处于死区状态下,负载电流可通过辅助电路进行续流,减小了死区状态对逆变器输出电流波形的不利影响.文中分析了电路的工作过程,在功率为3kW的单相样机上的实验结果表明开关器件能实现软开关,逆变器输出电流波形的畸变率得到了改善.因此,该拓扑结构对于研发高性能单相全桥逆变器具有重要参考价值.     

节能型单相全桥谐振极逆变器

单相全桥逆变器处于硬开关状态时,随着开关频率的增大,开关损耗明显增大,影响逆变器效率的提高.为解决这一问题,提出了一种节能型单相全桥谐振极逆变器,在逆变器处于死区状态时,将要开通的主开关并联的谐振电容的电压能减小至零,主开关动作时能完成零电压软切换,双向辅助开关动作时能完成零电流软切换.讨论了电路的工作流程,实验结果表明主开关和辅助开关完成了软切换动作.该单相全桥软开关逆变器可以向高开关频率的场合推广应用.     

节能型单相全桥零电流开关谐振极逆变器

为改善以绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）作为开关器件的单相全桥逆变器的效率,提出了一种节能型单相全桥零电流开关谐振极逆变器,在每个桥臂上分别并联1组辅助电路.在工作过程中,主开关和辅助开关都能完成零电流软切换,可消除IGBT拖尾电流造成的关断损耗.分析了电路工作过程,在2kW样机上的实验结果表明开关器件实现了零电流软切换.因此,该拓扑结构可实现以IGBT作为开关器件的单相全桥逆变器的节能运行.     

辅助电路与负载并联的新型单相全桥软开关逆变器

为优化单相全桥逆变器的效率,提出了一种新型单相全桥软开关逆变器,其输出端设置了1组与负载并联的辅助电路.在辅助电路处于工作状态时,逆变器桥臂上的主开关能完成零电压软开通和零电流软关断,使该逆变器能通用于中小功率领域和大功率领域.分析了1个开关周期内的逆变器工作流程.在3kW样机上的实验结果表明开关器件实现了软切换,样机在额定功率下的效率达到99.1%.因此,该拓扑结构对于优化单相全桥逆变器的性能具有重要意义.     

Novel zero-voltage and zero-current-switching (ZVZCS) full-bridge PWM converter using coupled output inductor

A novel zero-voltage and zero-current-switching (ZVZCS) full-bridge pulse-width-modulated (PWM) converter is proposed to improve the previously proposed ZVZCS full-bridge PWM converters. By employing a simple auxiliary circuit with neither lossy components nor active switches, soft-switching of the primary switches is achieved. The proposed converter has many advantages such as simple auxiliary circuit, high efficiency, low voltage stress of the rectifier diode and self-adjustment of the circulating current, which make the proposed converter attractive for the high voltage and high power applications. The principles of operation and design considerations are presented and verified on the 4 kW experimental converter operating at 80 kHz.     

A simple active auxiliary commutation circuit for three-level PWMsingle-phase inverters

This paper presents the analysis and design of a new low-loss auxiliary circuit for three-level pulsewidth-modulation single-phase full-bridge inverters which achieve soft switching at all semiconductor devices. The active auxiliary commutation circuit (AACC) is composed of an LC circuit and two bidirectional switches, where one auxiliary switch commutates under zero-voltage switching condition and the other under zero-current switching condition. The AACC dispenses with the use of auxiliary voltage sources. Low reactive energy is added to the converter, resulting in low RMS current stresses at the main switches and, consequently, higher efficiency is achieved. Auxiliary circuit design procedures and experimental results are presented to prove the operation principle     

Zero-Voltage Transition Current-Fed Full-Bridge PWM Converter

In this paper, a new zero-voltage transition current-fed full-bridge converter with a simple auxiliary circuit is introduced for high step-up applications. In this converter, for the main switches, zero-voltage switching condition is achieved at wide load range. Furthermore, all semiconductor devices of the employed simple auxiliary circuit are fully soft switched. The proposed converter is analyzed and a prototype is implemented. The experimental results presented confirm the validity of the theoretical analysis. Finally, the proposed auxiliary circuit is applied to other current-fed topologies such as current-fed push-pull and half-bridge converters to provide soft switching.