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。     

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。     

双管箝位正激变换器的无源无损耗缓冲电路分析

双管箝位正激变换器是一种常用的电路拓朴。本文详尽地分析了一种双管箝位正激变换器的无源无损耗缓冲电路的工作原理及工作过程,指出正确选择缓冲电路的参数的理论依据。     

一族基于正激基本单元的自磁复位正激变换器

提出一类自磁复位正激变换器原边电路的3种基本开关单元:正激正单元、正激负单元和正激复合单元,这些基本开关单元由开关管、磁复位二极管和变压器构成;提出基于基本单元串并联的构造正激变换器的推演方法,按照该方法可以构造出双管正激变换器和交错串并联正激变换器等现有拓扑,以及一组新的正激变换器拓扑。给出推演实例和拓扑分析,验证推演方法的有效性,并以其中的一个拓扑为例,进行实验验证。     

双管正激型开关电源研制

介绍一种具有辅助谐振网络的双管正激变换器电路,主功率器件采用IGBT元件,由功率二极管、电感、电容组成的辅助谐振网络能改善IGBT的开关条件。详细分析了电路工作原理,给出了主要参数设计方法。设计了一台输出电压为48V、输出功率为1．5kW、工作频率为80kHz、谐振频率为350kHz的开关电源实验样机,在额定工作状态下效率达90．6％。该电路结构简单、成本低、工作频率高、效率高,与普通双管正激变换器相比有较高实用价值。     

一种正激加反激通用辅助电源模块的设计与实现

介绍了一种在双管正激变换器拓扑结构上加入反激变换环节的一种通用辅助电源模块,使用两片UC3844芯片进行分别控制。给出了电路的主电路图,在此基础上阐述了此电路的工作原理,并分析计算出了变压器和RCD缓冲电路设计的参数。通过实验分析表明,该装置运行安全可靠。     

二次侧并联LCD正激变换器的能量传输过程分析及辅助电容设计

针对现有正激变换器磁复位电路存在励磁能量利用率低、电路组成复杂或控制难度大的问题,提出一种二次侧并联LCD的正激变换器拓扑。对所提出正激变换器的工作原理及能量传输机理进行深入分析,指出附加LCD的正激变换器可同时传输正激能量和励磁能量,且反激期间的励磁电感既可工作于连续导电模式（CCM）,也可工作于不连续导电模式（DCM）,即所提出正激变换器不再需要传统意义上的磁复位,且励磁电感工作于CCM时的开关管电压应力更低;通过分析辅助电容对励磁电感工作模式的影响,提出一种确保所提出正激变换器的励磁电感工作于CCM的辅助电容设计方法,实例及实验结果验证了所提正激变换器的可行性及理论分析和设计方法的正确性。     

双管正激变换器交错并联的方法比较

从开关吕件的电压应力来看,双管正激变换器较一般的正激变换器有更多的优点,本文提出了两种双正激变换器交错并联的方法,分析了两种电路的工作状态,比较了两种电路中输出滤波电感和电容中的电流脉动,对比了两种电路中各半导体器件的电流电压应力。最后通过仿真和实验证明了分析和比较的正确性。     

双管正激并、串联组合变换器研究与应用

提出了一种由双管正激变换器作为基本单元组合成的新型变换器，该新型组合变换器保留了双管正激变换器可靠性高、开关管电压应力低的优点，同时克服了其次级二极管电压应力高、有效占空比小、输出电压和电流脉动大等缺点，比较适合于中、高输入电压，且要求输出高压、大电流应用场合。对该新颖电路拓扑进行了理论分析和仿真分析，最后采用该组合变换器拓扑研制了应用于某型飞机的逆变器前级DC／DC变换器。     

反激式隔离型高增益DC/DC变换器

提出了一种反激式隔离型高增益DC/DC变换器.该变换器利用反激变压器的变比和开关电容来提高输出电压增益,满足输入输出的电气隔离.开关电容的引入,使得反激变压器副边绕组在开关管闭合时给倍压电容充电,在开关管断开时给负载供电,提高了变压器绕组的利用率,还解决了反激变换器输出二极管与漏感的谐振问题.由于变压器漏感的原因使得所...     

DBD型臭氧发生器电源的研制

研制了一款介质阻挡放电（DBD）型臭氧发生器用的高频电源。分别给出了本电源的主电路以及控制电路等主要组成部分的电路。重点讨论了该电源缓冲电路参数的选择,根据已有的经验公式对吸收电路参数进行了估算,通过试验对电源工作半个周期内的电压电流进行了分析,在分析基础上对缓冲电路估算参数进行了必要的调整,给出了电源缓冲电路参数选择的方法。     

应用于单晶体管DC/DC变换器的无损缓冲电路

此处提出一种应用于单晶体管DC/DC变换器的无损缓冲电路,首先采用有无损缓冲电路的Boost变换器为例对缓冲电路的工作原理进行了详细的分析和研究,并在此基础上得到缓冲电路参数的选取原则.其次分析和比较了采用无损缓冲电路Boost变换器与传统Boost变换器的损耗,指出该无损缓冲电路减小了变换器的开关损耗,最后讨论了该无...     

配电网静止同步补偿器的驱动与吸收电路设计

配电静止同步补偿器(DSTATCOM)的可靠性与主电路功率开关器件的驱动和保护密切相关,DSTAT-COM运行中的诸多故障很大程度上与主电路功率开关器件有关。为了使功率开关器件稳定、可靠的工作,讨论并设计了DSTATCOM主电路功率开关器件IGBT的驱动电路和吸收保护电路。驱动电路采用集成智能驱动模块2SD315A,该模块集驱动、隔离、保护为一体且结构简单、功能强大、使用方便,非常适合于实际装置的开发。给出了利用2SD315A设计驱动电路的详细过程并为2SD315A设计了可靠的上电复位电路吸收保护电路采用RCD型电路,介绍了RCD型吸收保护电路的工作原理。根据RCD型吸收保护电路的工作原理和吸收保护电路安全可靠工作的目的建立了电路参数优化设计的数学模型。该模型中以功率开关器件承受的浪涌电压最小、放电时间常数最小和投资成本最小为目标函数。然后通过并行自校正多目标遗传算法优化吸收保护电路参数,给出了一个设计实例。实验装置的实际运行证明:所设计的IGBT驱动保护电路性能优良、可靠性高,对其它同类型的电力电子装置有较好的借鉴作用。     

Novel three-phase SMR converter with inherent snubber energyrecovery capability

This paper describes the switch mode rectifier (SMR) having a quite new circuit configuration, which has been developed by the authors and given the name “DC clamped type SMR” (DCC-SMR). The DCC-SMR is unique in that no bilateral switching device is used in the frequency conversion circuit. Therefore, the authors have used a DC snubber circuit in conjunction with the switching device of the DCC-SMR. This DC snubber circuit features a very simple structure consisting only of a capacitor with no need for a discharge resistance or for a complicated regenerative circuit for snubber energy. This is because snubber energy is regenerated on the primary side of the high frequency (HF) transformer by the main switch. Furthermore, an innovative method has been applied for magnetic saturation-preventive control of the HF transformer. The authors carried out operational checks on the main circuit and the snubber circuit of the DCC-SMR as well as on the magnetic saturation-preventive control circuit, and through experiments confirmed a satisfactory result. We manufactured an industrial DC power supply prototype of the DCC-SMR system having a DC output of 100 kW (100 V, 1000 A), with which input/output conversion efficiency 91.6%, input power factor 0.99 and input current total harmonic distortion factor 4.6% were obtained     

短路故障下直流固态断路器缓冲电路的设计

在低压直流微电网发生短路故障时,直流固态断路器(Solid-state circuit breaker, SSCB)可以快速有效地将故障区域隔离,然而它自身的安全可靠性依赖于缓冲电路。由于SSCB上的缓冲电路的侧重点是过电压抑制能力和故障能量的快速吸收,而不是减少缓冲电路的损耗,所以不能直接使用适用于变换器器件的传统缓冲电路设计方法。因此,提出一种拥有过电压抑制能力的SSCB缓冲电路的设计方法。针对放电阻止型RCD缓冲电路进行保护动作后缓冲机理分析,选定三种性能指标并给出详细的参数设计步骤,然后选定工况计算出合适的缓冲参数。最后通过实验验证了上述分析结果的正确性和放电阻止型缓冲电路的有效性。     

DESIGNING OPTIMUM SNUBBER CIRCUITS OR THE TRANSISTOR BRIDGE CONFIGURATION

ABSTRACT

Snubbers are used in power transistor switching circuits to keep the device operation within its Safe Operating Area (SOA) during switching. The conventional series and shunt snubbers are satis -factory in a single transistor circuit. However, these are not satisfactory for a totem pole transistor arrangement. In this paper various snubber circuits are analysed and their effects are discussed. A snubber circuit is developed and tested which is suitable for transistors in bridge configuration. The circuit is thoroughly analysed and design equations are derived for the snubber components.     

一种低损无源软开关新技术

提出一种能适用于任何隔离型DC/DC变换器的无源软开关新技术。它是将一个称为电荷泵馈能缓冲(CPRS)的网络加在硬开关隔离型DC/DC变换器上实现无源软开关的。在通常的复合缓冲电路基础上,附加一个二极管VDs、一个并联放电馈能电路(Rd//Cs)和一个附加在高频变压器上的耦合绕组Na构成CPRS网络。利用变压器电压自举技术,使缓冲电容Cr向较高输入电压源馈送电能而完成能量直接复位。Rd//Cs除了能传递电能外,还能防止发生电流环流以及吸收关断暂态能量的功能。CPRS电路的功率损耗仅为通常有损缓冲器的功率损耗的23%,即可达到接近有源软开关的效果。对电路的理论分析、计算机仿真研究与实验测试结果均表明,该技术可能有应用价值。     

A new regenerative snubber circuit for large-capacity three-level GTO inverter systems

Increase in the capacity of GTOs has made remarkable progress in recent years. At present, 4.5-kV, 4.0-kA GTOs are commercially available, and 6.0-kV, 6.0-kA GTOs made from 6-inch silicon wafers are appearing. The 6-inch GTOs will be applied to our three-level GTO inverter system. In order to apply GTOs to voltage-source inverters, snubber circuits are necessary for limiting on the turn-on di/dt and turn-off dv/dt. To realize high efficiency of the system, regenerative snubber circuits are often applied. A conventional circuit applied to three-level GTO inverters had the problem of long paths created for snubber circuits of the inner GTOs. Another circuit using a current transformer for recovering the energy trapped in the snubber circuits of the inner GTOs has been presented. In this paper, a new regenerative snubber circuit is proposed, which is more suitable for three-level GTO inverter systems with many phase-legs. By applying the snubber circuit, all snubber energy generated by each GTO switching can be regenerated to the dc link. In addition, high current turn-off performance of both the inner and the outer GTOs is verified by several successful experimental results using 6-inch 6.0-kV, 6.0-kA GTOs. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 120(2): 41–48, 1997     

移相全桥变换器中RC缓冲电路对系统影响机理与优化研究

移相全桥ZVS变换器副边整流二极管电压应力较高,需要设计缓冲电路来保证系统性能。然而,加入RC缓冲电路的变换器在某种工作模式下近似为LCL三阶谐振系统,导致接近开关频率的谐振甚至在整流二极管两侧产生更高的电压应力。通过建立移相全桥ZVS变换器在能量传输模式期间的等效电路模型,揭示RC缓冲电路对系统稳定性产生影响机理及电路参数对振荡的影响规律,通过分析选取合理的RC缓冲电路参数,不仅有效降低整流二极管电压应力,同时抑制由缓冲电路带来的振荡问题,进而提高系统的效率。设计了一个3.2 k W(10 A,320 V)的实验样机,验证了理论分析的正确性。