基于数字控制的移相全桥ZCT变换器

基于对多种全桥零电流变换器的研究,提出一种新型的零电流转换(ZCT) PWM全桥DC/DC变换器.运用辅助电路的谐振电感实现主开关管的软开通,在全负载范围内实现所有有源开关管的零电流开关(ZCS)和输出整流管的软换流.采用ARM芯片LPC2214作为控制器,设计了变换器数字控制系统,成功研制了一台1 kW,25 kHz的软开关电源,并进行了电路试验.结果表明,基于该拓扑的数字控制PWM全桥变换器损耗小、成本低,变换器的最高效率超过了91%,具有较好的发展前景.     

电压箝位ZVS推挽三电平直流变换器

为解决推挽变换器中存在的开关管电压应力高,难以实现软开关,关断时会导致整流二极管产生很高的电压尖峰等问题,提出了一种电压箝位零电压开关推挽三电平变换器.对该变换器采用移相控制可使得超前管依靠滤波电感的能量、滞后管利用谐振电感的能量实现零电压开关,同时加入的箝位电路可使输出整流二极管后的电压尖峰得到消除,改善了输出整流二极管的工作条件.由于加入了谐振电感造成副边有一定的占空比丢失,给出了计算公式.最后分别给出了开关管实现零电压开关的实验波形及变换器效率曲线.     

一种改进型ZCS PWM Buck变换器仿真研究

介绍了一种改进型零电流开关(Zero Current Switching,简称ZCS)脉宽调制(Pulse Width Modulated,简称PWM)Buck变换器,该Buck变换器能在整个周期范围内实现主开关管和辅助开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源功率器件的零电压开关(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.详细分析了该变换器的工作原理,并通过仿真验证了该电路的可行性.     

开关磁阻电机功率电路的软开关策略及仿真

提出一种开关磁阻电机驱动系统(SRD)功率变换器的新型软开关策略.通过在电源与开关磁阻电机(SRM)相绕组开关电路间插入准谐振直流环节电路,并在各相绕组开关上并联缓冲电容器以实现相开关的零电压开通和关断.在介绍该策略的电路拓扑及特点基础上,分析了相绕组开关零电压开通原理;结合公共开关型SRD功率变换器中公共开关的斩波过程,对电路的控制时序和谐振模式进行分析.针对谐振电感储能不同及SRM绕组电感变化对谐振的影响进行仿真.结果表明,只要参数选择合理谐振波形就不受SRM绕组电感变化的影响,并且试验验证了相开关及辅助开关的软开关特性.     

一种新型ZVT PWM Buck变换器仿真研究

介绍了一种新型零电压转换(Zero Voltage Transition,简称ZVT)脉宽调制(Pulse Width Modulated,简称PWM)Buck变换器,该Buck变换器能在整个周期范围内实现主开关管的零电压开关(ZVS)、辅助开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源功率器件的零电压开关(ZVS);相对于硬开关Buck变换器,该新型Buck变换器的主开关和辅助开关的电压电流应力都很小.详细分析了该变换器的工作原理,并通过仿真验证了该电路的可行性.     

耦合电感升压变换器开关管应力降低的研究

为了解决传统的升压电路拓扑因为受到寄生参数的影响而导致电压增益会受到极限占空比的限制,以及传统的耦合电感升压变换器由于漏感的存在而导致的开关管两端电压电流应力较大等一系列问题,在此提出一种新型的可用于光伏发电系统的、具有高增益和低电压电流应力的耦合电感升压变换器。该变换器在传统耦合电感升压变换器的基础上增加了由二极管、电感以及电容组成的无损吸收电路。由于耦合电感具有变压器效应,因此,相对于传统升压电路来说,耦合电感的这一特性,使电路中的电压增益有了较大的提高;由于电感具有抑制电流上升的作用,因此,开关管开通时,减轻了开关管的电流应力;在开关管S的两端并联由电感、电容以及二极管组成的无损吸收电路,有效吸收耦合电感升压变换器中的漏感能量,使得开关管两端的电压尖峰得到抑制,当开关管S彻底关断后,电容和电感通过副边绕组和输出二极管,将能量传递给负载,实现无损传输,进一步提升了电压增益。为了验证该新型耦合电感升压变换器的有效性,故在MATLAB/Simulink平台上搭建了该新型变换器和传统耦合电感升压变换器的仿真模型。通过对比2个模型的相应仿真波形,可以看出,相对于传统的耦合电感升压变换器,该新型变换器具有更高的电压增益,同时,开关管上的电压和电流应力也相对较小。     

一种隔离型双向软开关DC/DC变换器

针对双向DC/DC变换器存在的开关损耗高等问题,提出了一种新型的隔离型双向软开关DC/DC变换器。该变换器由对称的拓扑结构组成。在电感和变压器漏感的作用下,变换器中的开关元件能够在较大的负载范围内实现零电压开关,同时在脉宽调制的控制下,二极管实现了零电流关断。这些措施减小了开关损耗、电压电流应力以及电磁干扰。分析了工作原理和开关过程,研制了一台500 W的试验样机并进行了试验。试验结果证明:在轻载和重载的条件下,所有的开关管都能够零电压导通,同时二极管能够在电流为零(ZCS)的情况下自然关断。     

半桥式零电流转换谐振变换器的研究

对一种半桥式零电流转换谐振变换器 (HBZCTRC)电路拓扑结构进行了详细的分析 ,通过在开关桥臂增加有源辅助谐振网络的方法来实现变换器主开关绝缘栅双极性晶体管 (IGBT)的零电流关断。该变换器的零电流开关范围非常大 ,与负载无关。文中详细分析了它的工作原理 ,给出了在半个周期的主要电流电压波形和各个阶段的电路状态图。并分析了辅助谐振网络参数对变换器工作的影响。研制了一台采用半桥式零电流转换谐振变换器的主电路结构的 IGBT弧焊电源样机 ,实验验证了这种零电流变换器具有适应电压电流变化范围广的特点     

全桥移相软开关IGBT弧焊逆变电源设计

针对普通的PWM控制的弧焊逆变器 ,在高频情况下会产生很大的开关损耗 ,影响电源的可靠性问题。提出了功率管利用谐振电感和谐振电容的谐振 ,在零电压下开通或关断。来减小开关损耗的方法。设计了采用IGBT作为开关元件的软开关弧焊电源 ,实现了移相控制的电压软开关桥式逆变电路和采用电流传感器的电流反馈系统及驱动电路。试验结果证实了该电路具有开关损耗低 ,可靠性高的优点。     

电动车LLC谐振充电电源系统

研制了一种电动车LLC谐振充电电源系统.该系统以STM32为控制核心,采用数字化脉冲频率调制(PFM)控制,选取满足电动车铅酸蓄电池充电电源要求的LLC谐振主电路拓扑和4阶段+正负脉冲充电方案.试验结果表明:该电源系统能够全程实现LLC谐振主电路的软开关状态,LLC谐振主电路始终工作于原边MOSFET功率开关管零电压开通和副边整流二极管零电流关断软开关状态,提高了电源转换效率;结合电池充电曲线并使用4阶段+正负脉冲充电方式,可以减少过充电及析气极化现象,保护电池,提高充电速度.     

三相单管ZCS BUCK型PFC电路研究

介绍了一种三相单管零电流(ZCS)BUCK型高功率因数整流器,阐述了主电路的基本拓扑结构及工作原理,分析了电路在一个开关周期中的谐振工作特点,讨论了参数选择和电路的设计原则,给出了单周期控制下功率为1kW的实验结果和波形.     

Boost型ZVT-APFC电路的实验研究

零电压转换(ZVT)变换器是一种性能优良的软开关电路，与一般的零电压准谐振电路相比，其功率开关管的谐振电压应力较小。对Boost型的ZVT软开关电路及其改进型电路进行了比较，推导出工作过程的各种状态，并设计了应用UC3855 APFC的控制芯片的ZVT单相整流电源，给出了仿真、实验结果和主要参数的设计。实验表明，该电源具有损耗低、效率高、开关噪音小等优点。     

电力电子变换器开关拓扑的图论分析方法

提出了适用于电力电子变换器拓扑分析的广义连接矩阵,用于判别给定拓扑的电力电子变换器的开关路径,为分析变换器的开关模式提供了一种新的方法。同时,通过将变换器实际开关电路模态与电路设计的正常工作模态比较,可以判断变换器是否存在非设计要求的潜在开关路径,以便设计者及时对变换器的开关结构进行改进。最后,以三相PWM整流器和零电流谐振开关电容变换器为例,进行了详细的应用研究分析,验证实例证明了所提出方法是正确和有效的。     

一种高效PWM变换电路的研究

ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ－Ｗｉｄｔｈ－Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）变换电路中,可控开关在每次通断过程中要承受高的开关压力与高的开关损耗,而且该功耗会随着ＰＷＭ开关频率的增加而线性地增加．减小开关损耗最有效、最直接的方法是采用软开关技术．文中提出了一种最新的电路拓扑结构,采用综合零电压技术与零电流技术的软开关技术,应用于升压式ＰＷＭ变换电路,使ＰＷＭ变换电路的开关,既能在零电压下实现开通,又能在零电流下实现关断,从而大大减小开关损耗,可显著地提高电能转换效率．同时提出了一种实用的控制电路,不仅电路结构简单,而且容易保证三路开关信号的时序关系（输入一路波形,同时输出三路波形,控制三个开关管）．输出波形完全能反映输入波形的变化．该设计思想对ＰＷＭ变换电路的进一步研究有着积极的意义．     

一种用于电机驱动的软开关三相PWM逆变器的效率分析

讨论了一种用于电机驱动的软开关三相PWM逆变器的功率损耗和效率提高问题,给出了软开关条件下的三相PWM逆变器在实现提高开关频率、降低开关损耗及提高效率等方面优越性时谐振电感和谐振电容的取值条件。通过理论分析得出结论：选择适当的谐振元件,不仅能使软开关三相PWM逆变器电路工作在很高的开关频率下,而且能使逆变器的效率得到明显的提高。对具体电路的计算结果表明理论分析是正确的。     

基于副边无源箝位的FBZVZCS变换器的设计与仿真

一种副边带改进的能量恢复缓冲电路的无源箝位ZVZCS全桥变换器,可以有效实现超前臂开关管的ZVS和滞后臂开关的ZCS,同时可以大大降低整流二极管的电压应力,实现副边整流二极管和续流二极管的零电压开关,减小二极管的反向恢复损耗和寄生振荡。对该种变换器各个阶段模态的工作原理和实现软开关的条件进行了分析,对主要参数进行了设计,利用仿真软件Matlab中的Simulink模块对主电路进行了仿真,验证了设计的正确性。     

改进型零转换单相PFC整流电路研究

原有的无辅助开关的软开关单相功率因数校正电路环流能量大。本文通过改变谐振电容Cr取值的大小，减小了环流能量。分析了电流断续状态下的工作原理，所有开关器件都可实现ZVT或ZCT软开关。并详细介绍了单周期控制原理。仿真和实验结果表明，该电路降低了功率管VM1和VM2的通态损耗，并提高了整体电路的效率。     

基于耦合电感低输入电流纹波高增益DC/DC变换器

针对如何提高增益和变换效率,并降低耦合电感型变换器的输入电流纹波问题,提出一种基于耦合电感 低输入电流纹波高增益DC/DC 变换器。通过引入无源零波纹电路,降低输入电流纹波,从而减小输入电流应 力; 同时,通过合理设计耦合电感变比,可实现变换器的高增益特性。通过理论分析和仿真实验结果表明, 该变换器的输入电流纹波大幅降低,并且所有开关管均实现了软开关,大大降低了开关损耗。同时,该变换器 各器件电压应力均远低于输出电压,有利于采用低耐压元件以降低导通损耗,提高变换器的性能。