同步整流式三端口半桥变换器

提出一种适用于独立新能源供电系统的同步整流式三端口变换器拓扑。该拓扑形式与同步整流半桥变换器相同,蓄电池并联于分压电容,变压器同时用作储能电感,同步整流支路为此电感-变压器的电流提供续流回路;原边两开关管相互独立控制,实现三个端口之间的功率控制,并且任意两端口之间均为单级功率变换;详细分析变换器的工作状态、原理和电路模态,实验验证了拓扑及理论分析的正确性。将拓扑构成和控制思想推广,进一步提出其它形式的三端口和多端口半桥变换器。

基于半桥变换器的电励磁双凸极电机角度优化控制策略

电励磁双凸极电机(doubly salient electro-magnetic motor,DSEM)采用传统的控制方法在换相时容易产生负转矩,带来较大的转矩脉动。对DSEM转矩脉动产生机理进行了分析,对基于半桥变换器的DSEM主功率电路中分裂电容充放电平衡情况进行研究,在此基础上提出了基于半桥变换器的角度优化控制策略,进行了仿真和实验验证。结果表明,该方法可以有效减小转矩脉动,使电机转速平稳,有利于提高该电机的起动性能。

并串联交错式三端口半桥变换器

利用半桥变换器原边电路寄生的双向Buck/Boost电路,将两路半桥变换器原边并联、变压器副边绕组串联并共用输出整流滤波支路,提出一种新型并串联交错式三端口半桥变换器拓扑。通过调节变换器原边桥臂开关管的占空比,实现原边输入源和蓄电池电压/功率的调节;通过原边两桥臂的移相控制,实现副边负载侧功率控制,并使得所有开关管都具备软开关的能力。详细分析变换器的工作原理,给出设计要点。通过实验验证所提出拓扑和理论分析的正确性。

一种新型大功率输入并联输出串联Buck半桥变换器

现有的升降压拓扑中双管Buck-Boost和双管Boost-Buck变换器较符合高效大功率场合的使用要求,前者结构简单,但电流纹波大;后者引入了2个电感,功率密度很难提高。提出了一种新型大功率并联输出串联Buck半桥变换器(input-parallel output-series Buck-halfbridge,IPOSBHB),分析了IPOSBHB的电路结构、工作原理及基本关系,并从电压电流应力、磁性元件总体积、效率这3个方面与双管Boost-Buck变换器做了对比,提出了一种基于组合开关方式的控制策略,实现了升降压的模式切换和恒压、恒流的输出特性,最后通过1台15 kW样机对所提出的理论进行了验证。

基于半桥变换器和倍压器的超级电容均压策略

串联超级电容器组中的单体电压不均衡会降低电容器的储存能量,缩短其使用寿命。传统的电压均衡方法电路拓扑结构复杂,开关器件和磁性元件数量较多,体积较大。鉴于这些不足之处,本文采用一种基于半桥变换器和倍压器组合的电压均衡策略,该策略可以自动地均衡超级电容器的电压,电路结构简单,且开关频率和占空比恒定,不需要反馈控制环节。本文介绍了超级电容器电压均衡模型及其工作原理,并利用推导的直流等效电路分析了电压均衡原理。仿真及实验测试结果表明:该均压策略具有均压速度快的优点,并且可以明显提高系统的能量转换效率。

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。

半桥变换器与多变压器次级串联的超级电容均压

针对于超级电容串联储能系统中单体电压不均衡的问题,介绍了一种基于半桥变换器和多变压器次级串联的均压电路,可利用多次级绕组减小因变压器单元漏感误差而引起的超级电容单体电压不均衡。该电路结构简单,还可以均衡超级电容器的电压,恒定开关频率和占空比时不需要反馈控制环节。通过分析半桥变换器每个工作模态,建立了输出电压方程,推导了串联超级电容电压均衡方程。根据电路特性,分析了变压器匝比设计方程及实现软开关变压器原边漏感要求。仿真及实验结果表明此均压电路具有均压速度快且均压效果好的特点。

半桥变换器中的非线性现象研究

研究了一个实际的半桥变换器,在电流连续模式下把该变换器的四个开关状态等效为两个开关状态,推导出了其等效电压模式控制的Buck电路拓扑。根据这个拓扑,基于Matlab/Simulink构建了该变换器的等效仿真模型,该模型可被用于研究其在时域和V-I相空间的非线性现象。当输入电压、电容和电感的值变化时,分别进行了仿真,并把混沌现象在相图上加以显示。对仿真结果进行了分析。输入电压的波动、不适当的变压器变比、不适当的电容和电感参数都可把该变换器带到混沌运行范围。从而该实际半桥变换器的非线性现象被加以验证。

输入并联输出串联的半桥变换器研究

在高输出电压、大功率的应用场合,单个变换器模块很难满足高输出电压、大功率设备的要求,存在变换器输入端功率器件电流应力过大,变换器次级电压偏高、整流二极管电压应力大和反向恢复时间长等问题。为此,以半桥变换器为基本单元,提出了一种适合于高输出电压、大功率应用场合的输入并联输出的串联半桥组合式变换器。该拓扑结构中各模块共用一对电容桥臂,这样大大减少了主电路中电容的数量,结构简单。分析了该组合式变换器的特点和规律,对其产生不均压不均流的因素进行了探讨并提出了相应的均压均流控制方案;进行了控制回路的设计,同时引进交错控制技术。仿真结果表明,它具有很好的均压均流效果及良好的输出特性,证明了该半桥组合式拓扑结构及其相应控制方法的正确性。

基于电流馈入型半桥变换器光伏阵列MPPT仿真

针对目前光伏阵列前级DC/DC变换器效率低的问题,采用了一种基于电流馈入型半桥变换器的电导增量法的方案,通过运用电流馈入型半桥变换器实现电气隔离和零电流,同时可以实现较大的电压增益并且实时追踪太阳能光伏的最大功率点。利用Matlab/Simulink仿真软件,建立了光伏阵列的仿真模型,并根据仿真结果验证了所建模型的正确性;分析了最大功率跟踪(MPPT)实现的方法即选用电导增量法来实现,并搭建了MPPT模型;建立了基于电流馈入型半桥变换器的MPPT仿真模型,并对其在标准条件及外界温度、光照变化时做了详细的仿真,根据仿真结果可以验证电流馈入型半桥可以高效率的实现对最大功率的跟踪控制。

输入串联输出并联半桥变换器研究

提出了一种适合于高输入电压、大输出电流的输入串联输出并联半桥组合式变换器。对组合式变换器进行统一建模分析,并分析其不均压均流原因,提出了相应的均压均流控制方案,进行均压环、均流环等设计,同时引进了交错控制技术。

基于半桥变换器与次序耦合变压器的超级电容均压

针对于超级电容串联储能系统中单体电压不均衡的问题,本文介绍了一种基于半桥变换器和首尾次序耦合变压器的均压电路。利用次序耦合绕组可以减小因变压器单元漏感误差而引起的超级电容单体电压不均衡。该电路结构简单,还可以均衡超级电容器的电压,恒定开关频率和占空比,不需要反馈控制环节。通过分析半桥变换器每个工作模态,建立了输出电压方程,推导了串联超级电容电压均衡方程。根据电路特性,分析了变压器匝比设计方程及实现软开关变压器原边漏感要求。仿真及实验结果表明此均压电路具有均压速度快且均压效果好的特点。

LLC谐振变换器与不对称半桥变换器的对比

介绍了 LLC 谐振变换器和不对称半桥变换器两种不同类型的软开关拓扑。分析了它们的工作原理,分别对它们的控制方法,副边整流管的电压应力和副边的开通等进行了比较,分析结果表明,LLC 谐振变换器更适合高频化和高效率的要求。

低应力高效非对称半桥变换器设计

非对称半桥变换器存在宽功率输出时效率不理想、电压电流应力大、整流二极管的电压振铃问题。针对这些问题,提出了一种低应力高效非对称半桥变换器,变压器次级引入带有正向电感L_f的倍压器结构来控制输出电流,有效地解决了整流二极管的电压振铃问题;L_f与倍压器中的电容构成精准谐振,实现开关管的零电压导通和整流二极管的零电流关断,最终实现高效宽功率输出;与其他非对称半桥相比,所提变换器的开关管和整流二极管具有低电压和电流应力。实验表明,所提变换器输出功率在10~100 W之间时,效率η_e在90%~96%之间;整流二极管电压无振铃;所提变换器的开关管S_1、S_2电压和电流应力较低,D_1、D_2电流应力也较低,但由于所提变换器变压器的次级不对称设计(n_1<n_2),D_2电压应力略高。

基于半桥变换器的非接触供电电路的研究

非接触供电主要采用串联耦合谐振和并联耦合谐振实现能量的传递,谐振电路中L和C以静态的串联、并联形式连接存在,根据半桥变换器拓扑电路的特点,改变有极性电容为谐振无极性电容,在负载为电感的情况下,通过调节全控型开关工作频率,实现负载电感L与半桥电容C的动态并联谐振,从而完成能量的非接触传输。

ZVS半桥变换器的磁集成研究

为了减小高频时开关电源的开关损耗,提高变换器的效率和比功率,对传统的半桥变换器进行改造,增加谐振电感和谐振电容,通过谐振电感对并联在开关管两端的谐振电容的充、放电来实现开关管的零电压开关。为了减小开关电源中磁件的数量和体积采用平面磁集成技术将分立的谐振电感和变压器集成在同一个平面磁芯上。重点分析集成后ZVS半桥变换器的工作原理,研究谐振电感和变压器的集成方案。通过仿真和实验结果证明该方案的正确性和可行性。

一种单级DCM高功率因数非平衡半桥变换器

对一种由非平衡半桥电路构成的新型单级AC/DC功率因数校正 (PFC)变换器的工作模态及性能进行了理论分析 ,采用SIMetrix数模电路仿真软件进行了数字仿真 ,并在样机上进行了试验 .仿真及试验结果表明 ,该电路工作于不连续导电模式 ,具有很好的功率因数校正性能以及软开关效果 ,因此有很高的功率因数及效率 .

一种新型的ZCS PWM半桥变换器(英文)

阐述了零电流开关(ZCS)技术在半桥变换器电路中的应用。从电路原理、各工作模态进行了分析,并给出了实验结果。着重分析了主开关管和辅助开关管零电流开通和关断的过程及实现条件。该电路主要针对存在拖尾电流的IGBT设计,可以提高IGBT的工作频率。

基于UC3825的半桥变换器分析

利用UC3825芯片构成了PWM控制的半桥变换器,给出了电压补偿网络和电流保护等重要的外围电路的工程设计方法,通过实验验证了电路的有效性。结果表明,该变换器功率可达81%,输出电压纹波在2%以内,电流保护可靠,电路工作稳定。

电流源型半桥变换器启动冲击及开关管关断电压尖峰问题研究

针对电流源型半桥变换器存在的启动冲击电流过大以及开关管关断电压尖峰问题展开研究与分析。在介绍电流源型半桥变换器稳态工作原理的基础上,分析了电流源型半桥变换器开关管关断电压尖峰产生的原因以及启动冲击电流过大的原因,针对这两个问题提出了改进措施,增加了有源吸收电路,并给出了启动时的控制方法。最后搭建了一台28 V输入/180 V输出、250 W的电流源型半桥变换器样机进行了实验研究,研究所提出的电路改进措施和控制方法的可行性。