全桥移相软开关的开关管损耗仿真及改善

采用全桥移相软开关技术,系统地设计了一套高频直流开关电源,介绍了软启动电路、全桥逆变电路、可饱和电感、高频变压器。采用仿真研究的方法,计算了开关管的损耗,并优选开关管并联电容等参数。研究结果表明,采用软开关技术更有利于发展大功率直流电源。     

高频高压脉冲电源充电软开关技术

提出了一种用于高频高压脉冲电源充电系统中的软开关技术。该技术利用L-C谐振原理,使开关管在零电流下关断来降低关断损耗,无需附加有源辅助开关和谐振网络,使开关管能可靠运行在高频状态,避免了在高频高压脉冲电源充电过程中出现的半导体开关器件过流、过压问题。实验结果表明,软开关技术能使整个电路高效、可靠运行,并且能在较宽的负载范围内实现软开关充电,结构简单,容易控制,对高频脉冲电源的高频化具有指导意义。     

一种新型的有源软开关变换器

为实现一种结构简单,高效,高频,低的电压应力,简于控制的软开关升压变换器,提出一种有源辅助谐振换流新型软开关变换器,即通过采用简单的有源辅助谐振网络实现了主、辅开关管的软开关,主开关管实现了零电压零电流开通、零电压关断,开关管电流电压应力小,辅助开关管实现了零电压零电流关断、零电流开通,特别适用于以绝缘栅双极型晶体管(...     

基于零电压零电流软开关技术的5kWDC/DC变换器设计

针对现有的零电压软开关DC/DC变换器存在环流损耗大、占空比丢失严重、软开关范围窄和高频二极管寄生振荡严重等问题。设计了一种采用有限双极性PWM控制的零电压零电流软开关变换器,可在宽输入和宽负载范围内实现超前管零电流开通、零电压关断,滞后管零电流开关。采用RCD缓冲电路,有效抑制了高频整流二极管寄生振荡。相对于传统的零电压软开关变换器,具有环流损耗低、占空比丢失少和软开关范围宽等优点。     

一种新型无源软开关三电平逆变器

软开关技术可以最大限度提高效率和功率密度,是满足工业应用高功率和高频化要求的最佳选择.但目前三电平逆变领域软开关技术鲜有应用且缺点尚多,如辅助开关器件繁多、控制复杂化、振荡以及开关管电压应力大等.提出一种新型无源软开关三电平逆变器,辅助电路简单且无需改变调制方式,能够平稳实现所有开关管的零电压关断和零电流开通.依据各模...     

400Hz软开关逆变器的研究

本文以单向电压源高频链逆变技术为基础设计了一种由直流变换环节和逆变环节两级级联组成的软开关1kVA／115V／400Hz单相正弦波逆变器。前级DC／DC直流变换环节采用双管正激电路,应用零电压转换谐振技术实现软开关;后级DC／AC逆变环节采用全桥电路,应用高频脉冲直流环节逆变技术实现软开关,克服了依靠辅助谐振网络实现软开关结构复杂、控制难度大的缺陷。最后在空载、阻性负载条件下对研制的小功率逆变器样机进行了实验。实验结果表明该逆变器两级变换环节基本上实现了开关器件的零电压开关,输出电压稳定,输出波形质量较高。     

全桥软开关高频直流静止变流器的研究

提出一种新颖的全桥-全桥式静止变流器的电路拓扑结构,该变流器采用综合软开关技术,以实现逆变器环节的软开关。研制了1kVA全桥软开关高频直流环节静止变流器。仿真与实验结果表明,该静止变流器输出电压的谐波畸变率仅为THD=1.4%,并实现了软开关。     

四象限软开关悬浮斩波器研究

传统的H桥悬浮斩波器开关损耗高、效率低、发热量较大,并且存在较严重的电磁干扰.为改善传统悬浮斩波器开关管的工作状态,将软开关应用到四象限悬浮斩波器中,使开关管发热较低,进而能够稳定工作.介绍了一种零电压转换四象限软开关悬浮斩波器,通过谐振电路的作用使主开关管工作在零电压导通状态.试验表明,采用软开关技术的悬浮斩波器的其...     

基于双辅助网络的宽软开关范围高效高频链DC-AC变换器

该文提出一种基于双辅助网络(dual auxiliary network,DAN)的宽软开关范围周波变换类型的高频链逆变(cycloconverter-type high frequency link inverter,CHFLI)电路,简称DAN-CHFLI电路。原边侧采用对称型无源辅助网络(passive auxiliary network,PAN)解决了传统CHFLI电路在空载、轻载及输出电压较小时原边侧开关管无法实现软开关的问题,拓宽了软开关范围,保证了其在任意负载条件下的零电压导通(zero voltage switching,ZVS)。副边侧有源辅助网络(active auxiliary network,AAN)由钳位电容和H桥组成,可以解决漏感与开关管寄生电容谐振造成的电压振荡问题,并辅助周波变换器换流。针对AAN电路,提出一种移相钳位策略:AAN开关管与原边开关管类似,也采用固定占空比方波信号移相调制;且相比原边开关管,AAN开关管延迟导通以实现软开关。文中详细分析了DAN-CHFLI拓扑结构、换流过程、PAN和AAN工作原理及开关管的软开关特性,并设计实验样机验证了理论分析的正确性。     

一种采用无损有源箝位辅助电路的软开关高频链DC-AC变换器

提出一种采用无损有源箝位辅助电路的移相脉宽调制(phase shifted pulse width modulation,PSPWM)高频链DC-AC变换器。相比于当前的两级逆变技术,该变换器实现了单级功率变换,省去了两级逆变器中的DC-DC变换器,减小了变换器复杂度。该变换器采用双极性PSPWM调制,输出电压的总谐波失真(total harmonic distortion,THD)较低。在目前技术中,双向开关管在双极性调制下较难实现软开关。提出一种无损有源箝位电路,箝位变压器和双向开关管两端电压,实现了双向开关管的软开关,提高了变换器效率。分析该变换器的调制方法、工作模态及变换器软开关过程,通过搭建一台200W的实验样机,验证理论分析的正确性。实验结果显示,提出的变换器的峰值效率可达92.25%,输出电压THD在0.02~20k Hz宽范围内均低于0.22%。     

带零电压转换软开关的新型单相单级隔离式Cuk开关电源

针对Cuk变换器在硬开关工作模式下开关损耗大、传输效率低、di/dt和du/dt较大以及电磁干扰严重等不足,研究了一种基于零电压转换(ZVT)软开关技术的隔离式Cuk变换器系统。详细分析了隔离式Cuk变换器的软开关工作过程,计算了变换器和ZVT软开关电路的参数,研制了一台额定输出功率为500W的带ZVT软开关的新型单相单级隔离式Cuk高频开关电源样机。实验结果表明:变换器中的开关管均工作于软开关模式,与硬开关工作模式相比,有效减少了开关损耗,减小了di/dt和du/dt,降低了电磁干扰,提高了开关变换器的效率,从而验证了本文提出的方法和参数设计的合理性。     

软开关推挽式高频链逆变器

提出一种新颖的单级式推挽高频链逆变器拓扑,变压器初级侧采用电源端串接一个开关管的三管推挽结构,次级侧采用双绕组全波式周波变换器结构。该类逆变器具有拓扑简洁、初次级开关管均可在宽输出电流区间范围内实现零电压开通、变换效率高等优点。电路采用正弦脉宽脉位调制策略,变压器初级侧辅助开关管的工作频率是另外2个开关管的2倍,除去死区时间,辅管的驱动信号逻辑上是另外2个开关管驱动信号的与非关系。详细分析了各工作模态,讨论了次级占空比丢失、软开关实现条件及特殊变压器设计的关键电路参数设计准则等。最后,制作了一台输入40~60 V DC、输出110V AC、额定功率660 W的原理样机,实验波形及较高的变换效率验证了所提拓扑的正确性。     

高频脉冲直流软开关电子负载的实现

蓄电池在使用过程中需要定期放电,大容量蓄电池放电尤其困难.为解决这一问题,文中介绍了一种高频脉冲直流软开关电子负载,其功率电路采用能量回馈方式实现各种蓄电池的放电操作,控制电路采用离散脉冲调制方式,使逆变器中开关管实现了软开关,减小了器件损耗,提高了装置的可靠性.它具有输出波形正弦度好、品质高、稳定性好、动态响应快等优良性能,可替代传统电阻型功率负载对蓄电池进行放电操作,也可应用于仪器设备的测试实验.     

基于瞬间电流建立的Buck变换器软开关方法

为提高同步整流Buck变换器效率,此处研究了零电压开关(ZVS)软开关技术.提出了基于瞬间电流建立的ZVS软开关方法,在主开关管开通前产生一个瞬间电流脉冲,该电流脉冲将流过主开关管的反并联二极管,产生ZVS开通环境,实现主开关管ZVS软开关.所提ZVS软开关方法可实现同步整流Buck变换器的全负载范围ZVS软开关且辅助电流带来的导通损耗较小.此处详细分析了所提Buck变换器的工作过程,设计了电路参数,最后在450 W同步整流Buck变换器样机中验证了软开关方法的正确性.     

高频软开关充电器的研制

介绍了一种双管正激式零电压转换-脉宽调制高频软开关功率变换器的工作原理。分析了变换器的工作过程,给出了一个开关周期中的等效电路和主要的开关波形。提出了软开关实现办法,讨论了这种软开关变换器的不足,提出了改进方法。利用这种软开关技术研制了一台航空蓄电池充电器,给出了充电器的控制系统框图,介绍了充电器的工作原理。最后给出了运行波形和实验结果。     

基于软开关技术的PWM变频调速系统

软开关电力电子技术利用在零电压（零电流)条件下控制开关器件的导通和关断,从而在理论上实现了开关器件的零损耗。介绍一个基软开关技术的PWM变频调速系统。利用8051单片机组成控制系统,来控制IGBT的导通和关断。在主电路中,采用辅助二级管谐振极PWM逆变器来实现软开关技术。     

基于能量模型的临界导通模式Boost变换器软开关方法

在变换器高频化发展的趋势中,功率器件的软开关实现对变换效率的影响更加突出。无辅助电路的临界导通工作模式下,Boost变换器主开关管在特定增益下无法实现软开关。为此,该文提出一种能量模型及相应的软开关实现方法。首先,建立死区前后储能元件能量变化的数学模型。然后,结合死区起止时刻的能量平衡方程,研究软开关无法实现的电路机理。在此基础上,考虑开关管输出电容非线性特征,提出软开关实现方法,避免了复杂谐振过程的时域精确建模,提高软开关实现的准确性。最后,搭建500 W实验样机进行实验,结果表明,相较于对谐振过程建模的传统时域模型,所提方法将实际开通电压降低47%,使峰值变换效率提升0.4%,进而验证了其有效性。     

高频软开关技术在电动汽车中的应用现状与发展

电动汽车，特别是混合型电动汽车车体容量和重量有限，传统的变频驱动控制系统体积庞大。高频交流软开关变频器具有轻量化和小型化的优点，正逐步进入电动汽车的电气驱动控制系统中。文章就当前国内外高频软开关技术在电动汽车中的应用现状和未来的研究方向进行了论述。     

新型软开关单Buck逆变器

为提高逆变器效率和性能,降低电磁干扰(EMI),提出一种新型软开关单Buck型逆变器拓扑结构,通过控制辅助谐振网络的谐振,使其主、辅开关管和大部分二极管实现软开关换流,减小了开关损耗和二极管反向恢复损耗,且电压和电流应力较小.此处对软开关谐振网络的工作原理进行了理论分析和实验研究,得到主、辅开关管驱动和电压、电流波形,...     

准谐振式软开关变换器的设计

软开关变换器适合设计高频开关电源,其特点是功率开关管仅在电压过零时开启（或在电流过零时关断）,从而将开关噪声和开关损耗降至最低。准谐振式变换器属于软开关变换器的一种,它工作在恒定频率下,仅在开关周期的部分时间内产生谐振。介绍了准谐振式变换器的基本原理,重点阐述了利用SMPS Design Toolkit 1.6软件设计准谐振式变换器的流程和方法。