脉宽调制DC／DC全桥变换器软开关技术的研究

采用软开关技术可以有效克服功率变换器的开关损耗。介绍了软开关脉宽调制DC／DC全桥变换器的实现原理,给出了多种零电压开关（ZVS）和零电压零电流开关（ZVZCS）变换器的电路拓扑,分析了它们的性能特点和结构优缺点,指出了零电压零电流开关脉宽调制DC／DC全桥变换器在中、大功率场合会有很好的应用前景。     

基于饱和电感的DC/DC开关变换器特性分析

移相全桥DC/DC变换器以其电路结构简单、开关损耗小、控制方便等优点在许多中大功率场合中得到了普遍的应用,但该变换器存在滞后桥臂换流困难、占空比丢失等问题,导致电路环流损耗增加,降低了变换器效率。针对以上问题,设计了一种基于饱和电感的DC/DC开关变换器。在分析变换器电路工作过程的基础上,讨论了饱和电感对电路局部谐振的影响,给出了饱和电抗器设计方法。最后通过实验验证了理论分析的正确性和可行性,实现了滞后桥臂的零电流开关,降低了环流能量,提高了DC/DC变换电路的效率。     

基于UC3875控制的移相全桥PWMDC—DC变换器

针对传统的全桥移相式零电压零电流开关（FB—PS—ZVZCS）PWMDC—DC变换器在实现滞后桥臂开关管零电流开关（ZCS）的过程中,存在着辅助谐振电路附加损耗较大、软开关实现方式复杂以及功率开关管电压和电流应力高等缺点,提出了一种通过辅助无源钳位网络来实现软开关的全桥ZVZCSPWMDC—DC变换器。采用UC3875作为控制芯片,设计了变换器控制系统。通过一台1kW,25kHz的样机验证了这种软开关变换器相关理论的正确性。     

ZVS DC/DC全桥变换器的研究

移相全桥零电压开关变换器(FB ZVS PWM DC／DC)是目前中大功率开关电源的主流。分析了FB ZVS PWM DC／DC的一些常见问题，主要是滞后桥臂在轻载时实现ZVS很困难。提出一种新的电路拓扑，变压器次级采用开关管，能够使滞后桥臂和超前桥臂具有相同的转换速度。试制成功了一台2kW样机，给出实验结果。     

改进型具有电压钳位的全桥ZVZCS PWM DC/DC变换器

提出了一种改进型的具有有源钳位的全桥零电压零电流开关PWM DC/DC变换器.该变换器可以较好地实现超前桥臂开关管的零电压开关,以及滞后桥臂开关管的零电流开关.相对于传统的全桥零电压零电流DC/DC变换器,这种具有有源电压钳位的变换器可以减小由于谐振电路引起的变压器二次侧的振荡问题.它具有辅助电路简单、开关损耗低、导通损耗低和实现能量缓冲吸收等优点.详细分析了变换器的工作原理和特点,并通过一台1kW,100kHz的样机进行了验证.     

改进型全桥移相ZVS-PWM DC／DC变换器

介绍了一种能在全负载范围内实现零电压开关的改进型全桥移相ZVS-PWM DC／DC变换器。在分析其开关过程的基础上，得出了实现全负载范围内零电压开关的条件，并将其应用于一台48V／6V的DC／DC变换器。     

一种零电压开关双向DC/DC变换器

提出了一种新型零电压开关隔离式的双向DC／DC变换器,变换器由两个非对称半桥组成,功率传输由相移脉宽调制方式控制,不需要任何辅助开关或无源谐振网络,变换器就可在双向变换工作中实现零压开关,谱换器有快的动态响应,介绍和分析了变换器的工作原理,并给出了实验结果。     

桥式变换器米勒效应及其抑制方法研究

移相全桥DC/DC变换器普遍应用于大功率场合,由于其开关管能实现零电压开通,大大提高了变换效率。然而滞后臂比超前臂开关较难实现零电压开通,通常情况下,轻载时,滞后臂运行在硬开关状态。硬开关状态下,由于米勒电容的存在,开关管的动作会使其他开关管的门极电压发生振荡而再开通。深入研究了米勒效应的原理,以及移相全桥DC/DC变换器在超前臂零电压开通,滞后臂硬开关的情况下,米勒效应对其影响。提出了抑制米勒效应的方法,并通过4.8 kW实验样机证实了方法的可行性。     

零电压零电流开关复合式PWM全桥三电平变换器

本文提出一种零电压零电流开关PWM复合式全桥三电平变换器，该变换器的一个桥臂为三电平桥臂，其开关管的电压应力为输入电压的一半，可在很宽的负载范围内实现零电压开关，可以选用MOSFET；另一个桥臂为两电平桥臂，其开关管电压应力为输入电压，可在很宽的负载范围内实现零电流开关，可以选用IGBT。该变换器的输出整流电压交流分量很小，可以减小输出滤波器，改善变换器的动态特性。其输入电流脉动很小，可以减小输入滤波器。本文详细分析该变换器的工作原理，讨论参数设计，并且给出实验结果。本文还提出了其他几种零电压零电流开关PWM复合式全桥三电平变换器。     

一种新颖的ZVZCS-PWM三电平变换器研究

由于三电平变换器的主开关管电压应力为输入电压的50%,因而该变换器在高电压输入场合获得了广泛的应用.三电平变换器采用移相控制可实现超前桥臂的零电压开通,但与通常的移相桥式变换器一样,其滞后桥臂较难实现软开关.针对这一问题,提出了一种利用变压器次级辅助电路实现滞后桥臂零电流关断的零电压零电流开关脉宽调制(Zero-Voltage and Zero-Current-Switching Pulse Width Modulation,简称ZVZCS-PWM)半桥式三电平变换器,该变换器在宽负载范围内实现了滞后桥臂的零电流软开关(Zero-Current-Switching,简称ZCS-PWM),解决了难以实现滞后管软开关的难题.详细分析了该变换器工作原理及超前桥臂和滞后桥臂软开关的工作条件,在此基础上设计并制作了一台实验样机,得出令人满意的实验结果.     

一种基于UC3879控制的全桥软开关DC/DC变换器

传统电力操作开关电源采用晶闸管直流电源,存在体积大、重量重、可靠性差等主要缺点,为解决这些问题,本文介绍了一种全桥零电压零电流开关(ZVZCS)DC/DCPWM变换器,它通过在超前臂开关管上并联电容来实现零电压开关(ZVS),滞后臂通过控制次级有源箝位开关,实现滞后臂的零电流开关(ZCS),滞后臂开关串联二极管来防止反向电流流动。采用移相控制方式,移相控制由集成电路UC3879来实现,文中对3875和3879进行了比较,对相关参数进行了计算,给出了外围连接电路。用该方法设计了一台220V/10A的DC/DC电源模块,实验表明,超前臂实现了ZVS,滞后臂实现了ZCS,开关范围很大,满载效率可以达到92.6%。     

零电压零电流开关PWM DC/DC全桥变换器的分析

提出了一种零电压零电流开关 ＰＷＭ ＤＣ／ＤＣ全桥变换器,该变换器实现了超前桥臂的零电压开关和滞后桥臂的零电流开关。本文中分析了它的工作原理和参数设计,并给出了实验结果。     

具有飞跨电容辅助桥臂的三电平中点钳位逆变器方案

提出了一种改进的具有飞跨电容辅助桥臂的三电平中点钳位逆变器的拓扑结构,该逆变器可被应用于具有轻型高压直流传输线的近海风电系统中。第四飞跨电容辅助桥臂的引入可以解决三电平中点钳位逆变器固有的中点失衡(包括直流漂移和电压脉动)问题。首先,具体阐述了第四桥臂的工作原理,接着对三种电压闭环控制方案及其控制性能进行了分析和比较。最后,仿真和实验验证了所提出的控制方案的有效性。     

基于FB-PS-PWM软开关技术的光伏发电MPPT研究

对两级式光伏发电方案中DC/DC变换器进行了研究和设计。在变换器中同时采用了FB-PS-PWM ZVS软开关技术和稳定性好、可靠性高的改进型CVT控制策略,并对FB-PS-PWM ZVS技术存在的滞后桥臂实现软开关较为困难、副边整流尖峰干扰和CVT控制策略的温度影响等问题进行了分析。通过采用可饱和电感和增加辅助谐振网络解决了滞后桥臂实现软开关较为困难的问题;通过选用超快恢复二极管、在二极管回路中串入小电感、在变压器副边接入RC吸收网络等措施有效克服了副边整流尖峰;通过增加一块相同特性的较小光伏电池,实时检     

一种基于UC3879的新型软开关DC/DC移相全桥变换器

传统的零电压零电流开关（ZVZCS）PWMDC/DC变换器存在滞后桥臂ZVS范围小、控制复杂、环流损耗大等问题.针对这些问题,介绍了一种新型的DC/DCPWM变换器,通过在滞后桥臂上并联一个辅助网络,来实现在较宽的负载范围内滞后桥臂零电压开通,重载下零电流开通。利用UC3879来实现瞬时值移相控制方式,给出了外围连接电路,并对相关参数进行了计算。用该方法设计了一台300WDC/DC电源模块,实验表明,可以在较宽的负载范围内实现滞后桥臂的零电压开通,重载下实现零电流开通,重载效率可以达到93%以上。     

电容箝位型3电平复合全桥DC/DC变换器

研究了一种新型电容箝位型混合3电平全桥变换器,该变换器初级包含有一个3电平桥臂和一个2电平桥臂。3电平桥臂中每个开关器件承受Uin/2的电压应力,而其他开关器件承受Uin的电压应力,电路可在很宽的负载范围内实现零电压开关(ZVS)。分析了该电路的基本工作原理、输入输出特性,通过分析表明该电路在输出滤波器前采用3种电平构造输出波形,可有效减小输出滤波电路中的谐波含量。通过搭建一套实验装置验证了电路的工作原理,实验结果表明该电路工作原理正确,可以正常工作。     

A novel active power quality compensator topology with DC voltage balancer for electrified railways

This paper proposes a novel active power quality compensator (APQC) topology with a DC voltage balancer for electrified railways. The APQC is composed of a three‐leg structure with two common DC capacitors. Two legs perform as two half‐bridge inverters, which compensate the unbalanced active, reactive, and harmonic currents on the source side in the traction substation. The third leg controls two common DC capacitor voltages with a small amount of the output currents. Therefore, the current rating of the third leg can be reduced as compared to that of the already proposed three‐leg structured APQC. In the control algorithm of the two half‐bridge inverters, a strategy based on constant DC capacitor voltage control is used, which does not need any calculation blocks of the unbalanced active, reactive, and harmonic components of the load current to perform the APQC operation. Thus we offer the simplest algorithm for the proposed APQC. The basic principle of the proposed APQC topology with the DC voltage balancer is discussed in detail, and then confirmed by digital computer simulation using the PSIM software. A prototype experimental model is constructed and tested. Experimental results demonstrate that the proposed APQC can achieve balanced and sinusoidal source currents on the primary side of the Scott transformer in traction substations for electrified railways. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

新型ZVZCS全桥变换器的研究及其改进

讨论了一种新型零电压零电流开关(ZVZCS)的DC/DC移相控制全桥变换器。为了提高变换器效率,在变压器次级增加了由一个小电容和两个小二极管组成的简单辅助电路。该变换器的超前臂实现了零电压开关(ZVS),滞后臂实现了零电流开关(ZCS)。分析了该变换器的工作原理,并针对其在轻载情况下,超前臂IGBT的ZVS效果不佳,对其进行了改进。对一台用于电动汽车充电的10 kW样机进行了实验。实验结果证明该变换器是简单可靠的。     

基于UC3879的移相全桥ZVZCS变换器的研究与实现

介绍了一种移相全桥零电压零电流DC/DC变换器,通过在变压器原边设置隔直电容,使原边电流复位,实现滞后臂的零电流开关(ZCS);同时还可起到抑制变压器偏磁的作用。为了防止变压器原边电流反向,在滞后臂开关管上串联了二极管。UC3879是一种专用的移相控制芯片,给出了其在峰值电流控制模式下的相关外围电路。基于上述思想,设计了一台输出为600V/1A的直流电源,验证了软开关特性,用户实际使用还表明电源工作稳定、可靠性好。