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。     

Buck电流馈电全桥拓扑的研究与设计

详细分析了Buck电流馈电全桥变换器的工作原理及其与Buck电压型全桥变换器的不同点,分析了全桥功率管开关的电流和电压变化情况.该拓扑的全桥变换器的晶体管由于零电压关断而没有关断损耗,而且与变压器漏感串联零压导通,所以导通损耗也很小.设计了Buck电流型全桥主电路、Buck开关管的吸收电路、PWM控制电路及隔离驱动等电路.通过实验验证了该变换器很适合大功率、高电压输出的场合,具有一定适用性和可靠性.     

新型坦克炮控系统软开关升压电源

在某新型坦克炮控系统中采用升压变换电源实现了装甲车辆26～270V的电压变换,但这种硬开关推挽式升压电源存在着电磁干扰严重、效率低的缺点.为改善坦克内部的电磁环境,进一步提高电源效率和可靠性,设计并成功研制了一种新型ZCT推挽正激软开关升压电源.通过在推挽变压器的二次侧引入辅助谐振电路,实现主开关管的零电流关断,彻底消除了因变压器漏感而产生的关断尖峰电压.在分析ZCT推挽正激主电路工作原理的基础上,给出了电路关键参数计算公式;通过试验波形和效率曲线分析,进一步验证了该新颖ZCT推挽正激升压电源具有的高效率、低电磁干扰的优点.     

一种次级LC谐振变换器的建模与参数设计

提出一种LC谐振型推挽直流变换器拓扑。初级采用桥型推挽结构,次级采用倍压结构,主要利用变压器漏感和倍压电容构成的LC谐振来传递能量。该变换器能实现初级开关管和次级二极管的零电流开关,有效抑制开关管的最高承受电压。针对电路输入输出特性,采用基波分析法建立相应的电压增益模型,反映谐振品质因数、漏感系数及频率比对电压增益的影响。根据电压增益模型设计了一款22~28 V输入/360 V输出/额定负载650 W的样机的电路参数,实验验证了电路的可行性和电压增益模型的有效性。     

准单级单向Buck直流变换器型高频链并网逆变器

提出准单级单向Buck直流变换器型高频链并网逆变器电路结构与拓扑族。其电路结构是由单向隔离Buck直流变换器和极性反转逆变桥级联构成;其拓扑族包括推挽正激式、双管正激式、并联交错双管正激式、半桥式和全桥式电路。深入分析研究类逆变器的电路拓扑、电流瞬时值控制策略、稳态原理特性和关键电路参数设计准则。以推挽正激式拓扑为例,设计并研制出1kW48VDC/220V50HzAC并网逆变器样机。研究结果表明,此类逆变器具有高频电气隔离、电路结构简洁、准单级功率变换、变换效率高、极性反转逆变桥功率开关电压应力低且为ZVZCS、并网电流质量高等优点。     

电流源高频交流环节AC/AC变换器研究

提出了基于反激F1yback变换器的电流源高频交流环节AC/AC变换器电路结构与拓扑族。该电路结构由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器以及输入、输出周波变换器构成，能够将一种不稳定畸变的交流电变换成问频率稳定的正弦交流电压；该电路拓扑族包括单四象限功率开关式、推挽式、半桥式、全桥式等四种电路。以单四象限功率开关式电路拓扑为例，分析研究了这类变换器工作模式、稳态原理与电压瞬时值反馈控制策略，给出了变换器的外特性曲线、关键电路参数设计准则。原理试验结果证实了这类变换器新概念的正确性与先进性。     

推挽正激式准单级高频环节光伏并网逆变器

分析研究了推挽正激式高频环节光伏并网逆变器的电路拓扑、开路电压法与变步长扰动观察法相结合的双模式最大功率点跟踪(MPPT)控制、输入电压外环和输出电流内环的双环PWM控制策略,给出了关键电路参数设计准则。该电路拓扑是由推挽正激式直流变换器和极性反转逆变桥级联构成,属于准单级电路结构。DC 1 kVA 48 V/220 V 50 Hz光伏并网逆变器样机的设计、仿真与实验结果表明,该光伏并网逆变器具有高频电气隔离、准单级功率变换、MPPT准确、极性反转逆变桥功率开关电压应力低且为零电压零电流开关(ZVZCS)、变换效率高、并网电流质量高等优点,在中小容量光伏并网逆变场合具有重要应用价值。     

一种新型零电压转换高压直流变换器的分析

为克服电流型有源箝位推挽变压器的输入电感过大和变压器升压倍数过大的缺点,满足行波管电源高电压、小电流特别是小体积的要求,提出了一种新型的高压变换器拓扑——有源箝位推挽倍压变换器,它利用变压器及开关管的寄生参数实现开关管的零压开通,同时采用倍压整流技术解决变压器升压倍数高、体积大、制作困难等问题。在详细推导了该变换器的稳态工作原理后,给出了开关管实现软开关的条件等重要结论。用PSPICE软件仿真试验的结果表明,该变换器适用于要求低电压输入、高电压输出、高效率的开关电源。     

一种新型交错并联ZVS电流型推挽变换器

电流型推挽变换器适用于低压输入高压输出场合,但传统拓扑结构功率管工作在硬开关状态,开关损耗大、电压应力高,所需变压器匝比大。文中提出了一种新型的交错并联零电压开关(ZVS)电流型推挽变换器。所提出结构在传统拓扑基础上只需增加一个简单的箝位支路即可实现所有功率管的ZVS开通,箝位电路可有效吸收变压器漏感能量,输入并联输出串联结构可以减小原边功率管的电流应力、副边二极管的电压应力、滤波器的大小及变压器匝比。文中详细讨论了所提出变换器的工作原理、关键设计,搭建了一台800 W原理样机验证了所提拓扑的有效性。     

一种适用于高压输入的零电压开关双管推挽直流变压器

提出了一种适用于高压输入的零电压开关双管推挽直流变压器。该拓扑用两只开关管串联代替传统推挽电路中的单只开关管，并引入了2只箝位二极管，将开关管的电压应力箝位在输入电压，利用变压器漏感和开关管的结电容实现了开关管的零电压开关。同时副边采用带箝位电容的全波整流电路，消除了采用传统全波整流时副边整流管反向恢复引起的电压尖峰和电压振荡，有效地降低了电磁干扰。该文详细分析了变换器的工作原理，讨论了变换器的输出特性、零电压开通条件和箝位电容的选取，最后在一台2kW的原理样机上进行验证，满载时效率高达95.8%。     

输出功率300W的12V-220V DC-DC变换器的实现

鉴于推挽逆变-全桥整流的DC-DC变换器具有磁芯利用率高、高效节能等优点,非常适合用来设计车载直流电源。详细分析和设计了一种额定输出功率300W的12V-220V DC-DC变换器,包括推挽升压工作原理、变压器初级无源无损吸收电路设计、高频开关变压器设计和基于CA3524的模拟控制电路设计,最后进行实验测试,给出了实测波形和不同输入电压和不同输出功率条件下整机效率曲线,总结出一些规律,并给予解释。实验结果表明,推挽逆变-全桥整流的DC-DC变换器各项指标良好,在输入端为低电压大电流场合具有明显优势,如车载电源。     

大功率海洋电磁发射机DC-DC可控源电路特性分析

海洋电磁发射机通过向海底发射大功率的电磁波,来获取海底结构和矿产资源的分布规律,但目前发射机存在体积大、发射功率小等问题,直接影响勘探深度。提出采用PWM变换器组成发射机DC-DC可控源电路,然而常规的零电压开关全桥(ZVS-FB)PWM变换器存在高环流能量、占空比丢失以及滞后桥臂的ZVS范围受限等问题,为此介绍一种利用零电压零电流开关全桥(ZVZCS-FB)PWM变换器组成可控源电路。采用非对称移相控制,分析电路工作过程及特性,主要包括最大控制占空比、一次电流复位和隔直电容、占空比丢失、开关损耗以及环流能量等。仿真和实验结果表明该DC-DC可控源电路实现了超前桥臂的ZCS开通和ZVS关断以及滞后桥臂的ZCS开通和关断,提高了电路效率和功率密度。     

Pulse current regenerative resonant snubber‐assisted two‐switch flyback‐type ZVS PWM DC‐DC converter

In this paper, a two‐switch high‐frequency flyback transformer‐type zero voltage soft‐switching PWM DC‐DC converter using IGBTs is proposed. Effective applications for this power converter can be found in auxiliary power supplies of rolling stock transportation and electric vehicles. This power converter is basically composed of two active power switches and a flyback high‐frequency transformer. In addition to these, two passive lossless snubbers with power regeneration loops for energy recovery, consisting of a three‐winding auxiliary high‐frequency transformer, auxiliary capacitors and diodes are introduced to achieve zero voltage soft switching from light to full load conditions. Furthermore, this power converter has some advantages such as low cost circuit configuration, simple control scheme, and high efficiency. Its operating principle is described and to determine circuit parameters, some practical design considerations are discussed. The effectiveness of the proposed power converter is evaluated and compared with the hard switching PWM DC‐DC converter from an experimental point of view, and the comparative electromagnetic conduction and radiation noise characteristics of both DC‐DC power converter circuits are also depicted. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 152(3): 74–81, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20081     

推挽正激移相式双向DC-DC变换器研究

为了提高双向DC-DC变换器的动态响应特性,并降低电路拓扑中开关管电压应力、提高系统功率密度,本文通过详细分析推挽正激电路工作原理、环流问题以及箝位电容选择依据,提出结合移相式BDC与推挽正激电路提高DC-DC变换器的动态响应特性以及整体性能。电路拓扑中的ZCT方案实现了主开关管ZCS关断,更容易实现软开关,降低电流应力,减少损耗,提高系统功率传输能力,更加适用于中等功率场合。     

LLC谐振式磁控管供电电源的研究

研制了一台零电压软开关电源,其目的是代替微波炉中工频变压器和半波倍压整流电路,为磁控管供电。用LLC谐振变换器作为电源主电路,以dsPIC单片机为核心设计了电源的控制系统,并通过改变主电路开关变频率控制法实现了电源输出电压和输出功率的调节。实验结果表明开关频率变动范围内,该电源可安全可靠地实现软开关控制,输出电压完全满足磁控管运行需求,磁控管输出功率可实现连续可调。     

软开关隔离型Boost变换器研究

隔离型Boost变换器具有变压器结构简单、输入电流纹波小、效率高等优点,适合于低压大电流输入应用,但该变换器存在着开关管关断电压尖峰很大、两开关管不能同时关断以及启动冲击电流很大等问题.采用附加RCD吸收电路可以减轻上述问题的影响,但不利于变换器整机效率的提高.提出了一种软开关的隔离型Boost变换器,利用LCD电路实现功率管的软关断,并将储能电感设计为反激变压器型式以限制启动冲击电流.分析了电路的工作原理,给出了电路的参数设计原则.28V输入、48V输出、300W实验样机效率达到了92.4%.     

一种基于FAN6754A的PWM反激式开关电源的设计

介绍了新款峰值电流型PWM控制芯片FAN6754A的工作特性和原理,分析了反激式开关电源的设计原理以及工作过程.针对次级电路结构,设计了一种新型反激式开关稳压电源.着重介绍了反激式开关电源的变压器设计过程,包括电感值的计算、磁芯的选择、绕组匝数的确定以及气隙等.利用三端稳压器TL431配合FAN6754A实现了对电源电...     

Implementation of an interleaved pulse‐width modulation converter for renewable energy conversion

This paper presents an interleaved soft switching converter to achieve the features of zero voltage switching (ZVS) turn‐on for power switches, zero current switching turn‐off for rectifier diodes at full load, less transformer secondary winding with full‐wave diode rectifier topology, and balance primary currents with series connection of the transformer secondary windings. Two circuit modules are adopted in the proposed circuit, and they are operated with an interleaved pulse‐width modulation. Thus, ripple currents at the input and output sides are reduced. In each module, two ZVS converters using the same switches are operated with interleaved half switching cycle. The secondary windings of transformers are connected in series in order to ensure that the primary side currents are balanced. The full‐wave diode rectifier topology is used on the output side such that the voltage stress of rectifier diodes equals output voltage, rather than being two times the output voltage as in a conventional center‐tapped rectifier topology. Laboratory experiments with a 1000‐W prototype are provided to describe the effectiveness of the proposed converter. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

新型脉冲氙灯起辉预燃电源的研制

本文根据脉冲氙灯的工作原理设计并研制了一种新型脉冲氙灯起辉预燃电源,该电源主电路采用推挽变换器和高频变压器构成预燃电路以及利用串联谐振起辉原理实现高压起辉,具有输出稳定、结构简单、体积小、重量轻、效率高。试验结果表明,该电源工作可靠,运行稳定,具有很强的实用价值。     

一种高效率高压开关电源设计与实现

设计了一种高效率高压开关电源,可以应用在高电压、低电流器件中,如行波管、磁控管等.该电源电路设计主要包括全桥逆变电路、高频升压变压器、倍压整流电路以及控制电路.为了实现开关管的软开关,有效减少开关损耗,选用了一种零电压开关移相全桥变换拓扑电路.引入了计算机辅助设计,通过电路仿真优化参数,实现了开关管的软开关,缩短了设计...