ZVZCS PWM DC／DC全桥变换器的简述和发展

随着DC/DC变换器对功率密度提出了更高的要求,IGBT代替MOSFET成为主要的功率开关器件,ZVS DC/DC全桥变换器的缺点日益显现出来。ZVZCS DC/DC全桥变换器减轻了ZVS变换器固有的环流问题,解决了IGBT电流拖尾问题,成为目前研究的热点问题。重点简述了该类变换器的形成,原理以及发展,并介绍了几种常见的拓扑,分析了它们的优缺点。     

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。     

一族基于改进型零电流开关单元的PWM变换器

提出一种改进型ZCS-PWM开关单元。该开关单元能在整个变换范围内实现所有有源开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源开关管的零电压开关(ZVS),而且通过无源钳位电路彻底地消除了所有开关管的电压尖峰,并使得所有开关管的电流应力都很小。详细分析了基于该开关单元的Boost变换器,研究结果验证了这种零电流开关技术的可行性,最后得出了基于该开关单元的一族变换器。     

基于旋转电容的直流电网软开关DC-DC变换器设计

作为连接不同电压等级直流母线的关键设备之一,DC-DC变换器转换效率的提高对于建立直流电网有重要意义。为了降低大功率软开关DC-DC变换器的体积和质量,基于旋转电容构造了一种能够实现功率器件零电流关断的非隔离型双向DC/DC变换器。介绍了变换器的电路拓扑结构;分析了不同模式下的稳态工作过程;设计了器件的具体参数及控制方案并研究了变换器的损耗特性;最后,在Matlab/Simulink中搭载仿真模型,验证了设计方案和控制策略的正确性。结果表明,所设计的变换器能够实现开关管和二极管的零电流关断,具有较高的转换效率。     

基于新型箝位电路的低电压应力零电流开关半桥PWM变换器

提出一种基于新颖箝位支路的零电流开关半桥PWM变换器。与传统的不对称半桥变换器相比,该变换器在变压器的副边电路中增加了一条由辅助开关管与谐振电容串联组成的辅助支路。该变换器不仅能在整个负载范围内实现主开关管和辅助开关管的零电流开关以及所有二极管的零电压开关;而且通过无源箝位支路,消除了辅助开关管和整流二极管的电压尖峰;采用对称控制,因此变压器不存在电流偏磁,且主开关管的电压应力相等。详细分析箝位支路的工作原理和变换器的工作特性,并给出实现软开关的条件,实验结果验证了该变换器的可行性。     

低电压应力零电流开关降压变换器

提出一种低电压应力的Buck变换器。该变换器能在整个负载范围内实现所有开关管的零电流开关(zero current switching, ZCS)和所有无源开关管的零电压开关(zero voltage switching, ZVS),而且通过无源箝位电路彻底地消除了所有开关管的电压尖峰;此外,所有开关管的电流应力都很小。该文详细分析了该变换器的工作原理以及箝位支路的作用机理,并通过状态空间平均法分析了该变换器的稳态和动态特性,最后在一台1 200 W的原理样机上进行实验验证,并给出实验结果。     

ZCS谐振开关电容变换器的拓扑结构改进

零电流(ZCS)谐振开关电容变换器是开关电容变换器的一种新拓扑形式.通过建立ZCS谐振开关电容变换器的开关布尔矩阵,提出了一种分析其有效开关模态,辨识潜电路路径的新方法.当潜在回路出现时,变换器的输出特性出现非预期的变化.同时,通过对潜在回路电流路径的分析,提出了一种ZCS谐振开关电容变换器的改进电路,从而从根本上消除了变换器中的潜电路现象.实验结果证明了理论分析的正确性和有效性.     

一种改进型全桥Boost变换器的建模及补偿环节设计

提出一种改进型零电流全桥变换器,通过一个并联有源辅助网络实现主开关管和辅助开关管的零电流开通关断,运用状态空间平均法对该变换器进行了小信号分析,建立了较为准确的小信号数学模型。对控制函数中出现的Boost电路常见的右半平面的零点提出了解决办法,使系统动态性能得到极大改善。仿真结果验证了小信号模型和补偿环节的正确性。     

双零软开关弧焊逆变电源

全桥零压零流脉宽调制变换器在全桥零电压脉宽调制变换器中增加一隔直电容，使原边电流在箝位续流时段很快的衰减到零并保持，固定臂的功率器悠扬是零电流开关，移相臂的功率器件是零电压开关。这关，这样，一方面使具有关断拖尾电流特性的IGBT可以很容易的用到全桥软开头变换器中，另一方面大大减少了变换器的附加环路能量，同时具有小的占空比损失，低的副边寄生振荡和宽的软开关切换的负负载范围等优点。最后，采用上述研究成果研制了一台10kW级采用FB-ZVZCS-PWM变换器的软开关弧焊逆变电源样机，温升试验表明，研制的软开关焊机的温升比同类型的硬开关焊机的温升低近20℃，大大减少了焊机的开关损耗，同时，由于焊机的功率元件是零开关，大大减少了器件的电压，电流应力，使弧焊逆变电源的可靠性得以大幅度提高。     

采用逆阻型IGBT的零电流开关PWM电流源型半桥变换器

电流源型半桥变换器(current-fed half-bridge converter, CFHB)由于变压器漏感的存在引起了开关管关断电压尖峰。为解决这个问题，该文提出一种新的ZCS PWM CFHB变换器，主功率器件选用逆阻型IGBT(RB-IGBT)可以彻底消除主功率管的电压尖峰和有效减小谐振电流峰值。该文详细分析了这种新型变换器的工作原理和特性，并在一个600W的原理样机上进行验证，最后给出试验结果。