一种零电压开关有源箝位双管正激变换器

为了解决传统双管正激变换器工作占空比不能大于50%以及零电压开关（ZVS）难于实现的问题,提出了一种ZVS有源箝位双管正激变换器.该变换器在传统双管正激变换器的基础上添加了辅助开关管和饱和电感,利用有源箝位的复位方式使高频变压器的复位条件得到改善.在分析主、辅开关管一个开关周期中工作过程的基础上,得到了变换器各工作阶段的等效电路,并推导了电路关键参数优化选择的约束条件.研究表明,该变换器克服了传统双管正激变换器的缺点,适用于宽输入电压范围的场合.变换器的变压器磁芯的复位电压可以大于输入电压,所有的开关管都实现了ZVS,在不同的负载条件下变换器都达到了较高的转换效率.     

新颖软开关谐振复位宽范围双管正激变流器

为了克服普通双管正激变流器因占空比受限于50%而影响效率以及不利于宽电压输入范围的缺点,提出一种采用新颖谐振复位技术的不对称双管正激变流器（DSFC）.和普通双管正激变流器相比,该新颖变流器在保持了低开关电压应力的同时,具有仅在普通脉宽调制（PWM）控制方式下即能将占空比拓宽至50%以上的能力;在不改变原有变压器结构的前提下,通过增加一个结构简单同时又成本低廉的辅助电路,该变流器则可在所有情况下实现主开关管的软开关.该新颖变流器非常适合应用于高电压、宽范围输入的场合以作为高效低成本的绿色节能电源.一台规格为200～400 V宽范围直流输入、48 V/5 A直流输出、最高转换效率可达95.3%的通信电源样机,验证了所述变流器的有效性和实用性.     

较高输入电压下系统集成的一组解决方案

为了给中小功率较高输入电压系统集成中的标准模块提供合适的拓扑，提出了不对称双管正激变换器拓扑的解决方案.该方案利用合理的开关联接和高效的复位方式，构造出了电阻电容二极管(RCD)复位不对称双管正激变换器、谐振复位不对称双管正激变换器和有源箝位不对称双管正激变换器的拓扑.对这三种变换器进行了分析和比较.结果表明, 有源箝位不对称双管正激变换器性能最佳，结构最复杂，成本最高. RCD复位不对称双管正激变换器性能相对最差，结构最简单，成本最低.这三种变换器能降低开关的电压应力，可以工作于宽输入电压变换范围，非常适合应用于较高输入电压的电力电子系统集成标准模块中.     

宽范围输入双管正激变换器的辅助供电方法

针对供电问题的分析,提出将buck电路应用于辅助绕组的稳定供电方案。研制一款300V≤Vin≤800V,输出VDC=24V/5A的双管正激变换器。辅助绕组加入buck电路前后供电电压实验结果及分析,验证本方案适合应用于宽范围高输入变换器。     

高PF全电压可变负载BCM单级APFC反激变换器环路设计

为解决临界模式(Boundary Conduction Mode,BCM)单级有源功率因数校正 (Active Power Factor Correction,APFC)反激变换器在全电压输入和可变负载条件下功率因数 (Power Factor,PF)值不稳定甚至严重下降的问题,本文在分析电压型BCM单级APFC反激变换器的环路基础上,提出可稳定PF值的反馈补偿网络,并通过一台30 W的电压型BCM单级APFC恒压输出反激变换器实验样机进行验证.实验结果验证了本文设计的反馈补偿网络的有效性.     

不同模式下反激式开关电源的分析

为优化反激式开关电源的参数设计,在不同模式反激变换器的参数分析基础上,设计了断续模式和连续模式下的22W多路输出反激式开关电源,推导了两种模式下的电源参数计算方法,分析了功率开关管、高频变压器、次级二极管、输出滤波电容等元器件的损耗机理及计算方法,并对全负载范围内的多组数据进行测量。实验表明,电源纹波电压、工作效率等各项指标均符合要求,性能良好;不同模式下反激变换器的参数分析合理,实验效率曲线与损耗分析结果基本一致。     

航磁用无人机正激变换器的优化设计

针对航磁用无人机采用开关电源作为其动力来源,正激变换器在功率开关管关断时会产生瞬时电压尖峰,在航磁用无人机设备中会引起较宽频带的电磁干扰,正激变换器复位时,复位电压平台值过高会严重影响功率开关管的使用寿命.首先对正激变换器变压器的磁路进行了分析,从原理上阐述了开关管关断时瞬态尖峰脉冲形成原因,给出了并联电阻电容(resistors and capacitors,RC)支路的作用和各元件的取值方法;在此基础上,设计了电阻、电容和二极管(resistor,capacitor,and diode,RCD)谐振复位电路,将开关管关断时产生的尖峰脉冲控制到了合理的范围,降低了复位电压平台值,保证了开关电源长期可靠的运行.实验结果证实了理论分析的正确性.     

一种ZVS正激变换器的实现

本文给出了一种ZVS正激变换器的实现，该正激变换器采用最常见的控制芯片UC3842，无需复位绕组，只需外加简单的辅助电路，即可实现变压器磁芯的自复位和主开关的ZVS开启和关断，且该ZVS不受输入电压和负载变化的影响。本文对此电路进行了分析，并给出了PSPICE仿真结果和实现电路。     

基于隔离变压器的移相全桥零电压开关变频器

提出了一种新的基于隔离变压器的移相全桥零电压开关（ZVS）变频器：这种脉宽调制式;（PWM）变频器的所有开关在很宽的输入电压范围和输出负载范围内都能实现ZVS而负载周期损耗和环流最小。采用一个变压器和一个电感来实现主开关的ZVS,变压器被用来实现输出隔离,而电感则被用于存储所需的能量：两个桥臂之间相位移发生变化时变压器和电感的感应电压以相反的方向变化。此变频器的性能由一个试验原型电路得到证实。     

UC3842双管正激式单级PFC变换器研究

应用双管正激式单级PFC的拓扑结构,并通过复用MOSFET开关管,设计了一台基于UC3842的双管正激式单级PFC变换器样机。详细介绍了变换器的系统结构、主电路工作原理和驱动电路。通过对样机进行实测,得出其输出电压为48 V,输出功率为100 W,能够将储能电容两端电压控制在允许范围之内,且实现了输入与输出之间的电气隔离。测试结果表明,所设计样机的性能指标满足设计要求。     

双管反激辅助电源设计

针对三相交流输入的电动汽车充电机、变频器、光伏逆变器等变换器辅助电源的问题,设计了一种基于双管反激结构的辅助电源,采用UC2844A电流型PWM控制芯片,实现了四路电压的隔离输出,5伏输出时通过LDO芯片进一步稳压。测试结果表明:该辅助电源可以输出80 W额定设计功率,效率高达84%,且纹波小;在100~800 V宽范围电压的直流输入下,能实现四路电压的稳定输出。可见,该电源是一种结构可靠、成本较低、应用广泛的高性能辅助电源。     

PWM/PSM双模式高压异步整流BUCK电路

为了在全负载范围内取得高转换效率,提出一种根据占空比来自动实现模式跳转的脉冲宽度调制（PWM）/跨脉冲调制（PSM）双模式的低功耗、高压直流电压转换电路.它的输入电压为3～24 V,输出电压为2.5～(VIN-0.5)V.当负载电流较大时,芯片采用开关频率为1 MHz的PWM工作模式;当负载电流减小时,采用开关频率降低的PSM模式,从而保证了在全负载电流变化范围内的高转换效率.PWM到PSM模式的跳转采用简单逻辑及最小占空比电路实现,达到了模式的自动转换.电路采用CSMC公司的0.5 μm 40 V高压混合信号模型设计并完成流片加工.测试结果表明,在5 V的输出下,当输入电压到达最大值24 V时,芯片保持了55%以上的转换效率.芯片在2种模式间可以实现平稳过渡,具有良好的负载电流调整特性.     

一种采用耦合电感的零电压开关脉宽调制式变流器

提出一种改进的全桥脉宽调制式变流器。此变流器采用一个耦合电感可在整个线路和负载范围实现主开关的零电压开关。由于此耦合电感并未串联在负载电流回路中,所以它不会产生负载周期损耗以及引起输出整流器两端严重的电压振荡。该变流器的工作原理及性能通过一个小功率实验原型得到证实。     

三绕组耦合电感组成的交错并联基本单元

提出了一种三绕组耦合电感组成的交错并联基本单元结构,并演绎出了一系列适用于大电流、高增益或高降压变换场合的DC/DC拓扑族.采用有源箝位软开关电路无损地转移了漏感能量和消除了主开关管上的电压尖峰.在整个开关周期内,主开关管和辅助开关管都是零电压软开关动作,减小了电路的开关损耗.三绕组耦合电感的漏感限制了输出二极管关断电流的下降速率,抑制了二极管的反向恢复电流.总结了一系列采用三绕组耦合电感和有源箝位软开关电路组成的交错并联DC/DC变换器拓扑族.最后,设计了一台40 V输入、380 V输出的1 kW Boost变换器试验样机,实验结果与理论分析一致.     

自适应死区时间控制的数字控制ACF变换器

为了提高有源箝位反激(ACF)变换器的转换效率,提出基于自适应死区时间控制(ADTC)的数字控制ACF变换器设计技术. 通过副边采样检测2个原边功率管的零电压开关(ZVS)信息,实现对死区时间的自适应控制和功率管的ZVS,副边采样使采样器件的耐压要求降低. 基于CoolMOS功率管,开发ACF变换器的45 W (20 V/2.25 A)样机验证系统设计,用现场可编程门阵列(FPGA)实现数字控制. 测试结果表明,变换器在300 kHz开关频率下正常工作,在155 V直流电压输入和不同负载条件下自适应控制死区时间,实现原边功率管的ZVS,系统最高和最低效率分别为97.48%和92.86%.     

基于前馈和PI控制的光伏离网逆变器的研究

针对一般PI控制存在测量干扰的问题,设计了带有前馈补偿器和电流反馈PI补偿器控制的微型光伏离网逆变器. 利用状态空间平均法建立理想反激转换器的小信号数学模型,给出了输入与输出之间的传递函数;设计了带有前馈补偿器和PI控制器的微型光伏离网逆变器控制算法. 为了验证提出的算法,通过微控制器实时对光伏电池板电压、交流输出电流、交流输出电压进行采样和计算,生成SPWM波形并驱动开关管来实现DC-DC升压变换和DC-AC变换,得到较为稳定的正弦输出. 对实验得出的结果进行分析,充分验证了控制算法的有效性和可行性.     

一种矩阵式AC/DC变换器控制策略改进

为进一步改善之前提出的矩阵式AC/DC变换器性能,依据三相/一相矩阵式变换器（3/1MC）与其等效拓扑开关函数之间的瞬时对应关系以及限定条件,研究了一种改进的控制策略．该策略充分利用X扇区中三相电压资源,合理分配各相电压的作用时间（占空比）及各双向开关的门极驱动信号．使双向开关的有效导通角为180＆#176;,各相输入电流SPWM脉冲序列均匀、等间隔地分布在时间轴上,且分别跟随输入电压．仿真结果表明,网侧谐波电流小,功率因数接近1．