基于幅相控制方式的零电压软开关三相PWM变流器

提出一种新型基于幅相控制方式的零电压软开关三相PWM变流器的拓扑结构及其控制策略。给出了此软开关PWM变流器谐振期间的等效电路、工作条件、控制信号及动作波形,通过与三角载波的比较,说明了所采用的正负斜率交替的锯齿载波控制方式及其优点,提出了一种相量调节方式并建立了低频数学模型,介绍了控制系统结构及其工作原理。实验结果证明,系统的结构和控制都较为简便,在整流和逆变状态下,能够实现零电压开关动作和满足单位功率因数要求,电流波形的谐波含量非常小,达到了抑制电磁干扰和谐波污染的目的。

电流模式控制零电压软开关弧焊逆变器

采用具有电流模式的UC3879移相控制芯片 ,研究了一种新型全桥软开关电路的拓扑结构。研究了电流模式移相控制下的驱动电路、过流检测电路和主电路变压器输出波形特点。结合大功率弧焊逆变器的设计 ,分析了领先桥臂和滞后桥臂实现零电压软开关的条件。试验表明 ,无论占空比为何值 ,当功率变压器初级电压为零时 ,初级电流基本维持最大值不变 ;领先桥臂中点电压变换期间 ,变压器初级电流基本保持最大值 ,使得领先桥臂容易实现软开关 ;由于激磁电感参与了滞后桥臂换流 。

负载和输入电压自适应零电压软开关全桥变换器

该文提出一种在宽输入电压和宽负载范围内工作于零电压软开关(ZVS)的全桥DC-DC变换器。该变换器是在传统移相全桥变换器拓扑的基础上增加了一个简单的LC辅助电路,并通过窄频率调节方式控制辅助电流,在满足ZVS条件下能够最小化环流损耗。采用窄频率变化能够对辅助电流进行有效的调节而不会对主电路的设计和控制带来明显的影响。对变换器的稳态性能进行详细分析;建立变换器的数学模型,可直接用于变换器的优化设计和精确控制。实验结果与理论分析具有很好的一致性。

基于峰值电流模式的零电压软开关弧焊逆变器

针对目前弧焊逆变电源存在的问题 ,采用一种新型软开关电路拓扑 ,结合移相控制软开关技术和电流峰值控制技术 ,研制了基于峰值电流模式的零电压软开关弧焊逆变器。测试结果表明 ,该逆变器能够实现全范围软开关 ,并且具有良好的限流和自校正能力 ,可有效地解决功率变压器的偏磁问题。

电流模式控制移相全桥零电压软开关(ZVS)DC/DC功率变换器

本文介绍一种新型的高频DC/DC开关功率变换器,它采用电流模式移相PWM控制,在较大的负载范围内实现了开关器件的零电压软开关(ZVS),并给出了仿真主电路和主要波形。

一种新型的零电压软开关DC/DC斩波器

分析了现有H桥斩波器的特点,提出了一种新型斩波器。它采用直流回路零电压箝位技术,实现了主电路功率器件的零电压导通和关断;辅助电路的功率开关采用缓冲电路。文中分析了新型斩波器的工作原理和主要特点,给出了电路的仿真结果和实验结果。

磁耦合无线电能传输系统宽范围零电压开关实现方法

在磁耦合无线电能传输(MC-WPT)系统中,由于磁性材料和金属材料的存在,气隙变化会导致线圈自感和互感发生变化,这在小气隙应用中尤为明显。该文提出一种考虑线圈参数和负载变化的宽耦合范围零电压软开关(ZVS)实现方法。该方法使用移相调制(PSM)实现了系统的恒流/恒压(CC/CV)输出。通过优化线圈结构和补偿参数,自感变化转变为有利的可变输入阻抗,从而显著地拓宽了ZVS运行范围。同时,系统无功电流降到最小。为了验证所提方法的有效性,搭建一套250 W的实验装置,实验结果表明,在气隙变化范围10~60 mm,最大自感变化范围32.88~23.84μH,最大互感变化范围19.13~6.05μH内,系统实现了最小无功电流下的宽耦合范围ZVS运行,且具备CC/CV输出特性,峰值效率达到92.5%。

PWM直流变流器中一种新型的零电压零电流转换软开关单元(英文)

提出了一种新型的零电压零电流转换(ZVZCT)软开关单元,并基于该开关单元,构造了 Buck ZVZCT PWM变流器。该变流器实现了主开关管的零电压零电流开关,辅助开关管的零电流开通、零电压零电流关断,以及续流二极管的零电压零电流关断、零电压开通;不但适合于少子器件,而且适合于多子器件,同时保持 PWM 控制的特点。同时,该 ZVZCT 软开关单元可以推广到其它变流器之中,构造出新型 ZVZCT PWM 变流器族。进行详细的稳态分析、仿真分析和实验验证。实验结果完全验证了理论分析的正确性。

一种零电压零电流软开关直流变换器的研究

提出了一种零电压零电流软开关三电平直流变换器.利用耦合电感取代常规滤波电感,耦合电感所感应出的电压通过功率变压器反射回原边,使变换器在零状态时的循环电流减小至零,以实现内管的零电流关断.通过改变耦合线圈的匝比,可以任意设置用于电流回零的电压幅值,以调节电流回零时间.该变换器实现了外管的零电压开关和内管的零电流开关,由于在零状态时一次侧不存在环流,减小了通态损耗,提高了变换效率.实验样机验证了该电路的主要性能,电压电流实验波形显示了三电平的低电压应力特点和零电压开通、零电流关断的软开关性能.

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。

自适应可调延时控制的双耦合电感软开关零电压转换逆变器

提出了一种基于电压过零检测电路的可调延时控制方法,应用到新型双耦合电感软开关ZVT逆变器中,实现了零电压开关的自适应控制。通过实时检测主开关的电压过零点,自适应地调节辅助开关与主开关之间的延时时间,使主开关零电压开通恰好发生在器件电压降至零的时刻。与固定延时时间方法相比,该法确保当负载由轻载到额定变化时都能实现零电压软开关,使逆变器高效运行。零电压检测、开关控制逻辑与驱动电路一起完全通过硬件实现,无需DSP干预,控制软件移植性好。仿真和实验结果相符合,证明了本文所提方法的有效性和实用性。

零电压零电流转换软开关技术中二极管反向恢复的影响

采用谐振极型零电压零电流软开关技术(zero-voltage/zero-current transition,ZVZCT)旨在消除功率器件的开关损耗,但实际上在软开关谐振换流过程中会引入多次额外的二极管反向恢复过程,产生额外的损耗。由于软开关换流过程中的特殊性,采用一般的方法难以对反向恢复过程中的损耗进行评估和计算,给ZVZCT软开关设计带来了困难。该文在考虑二极管反向恢复过程的基础上,详细介绍了ZVZCT软开关技术的换流过程。通过引入二极管载流子寿命以及电荷控制方程,提出了一种适用于软开关换流条件下的二极管反向恢复损耗模型。最后,通过软开关组件的双脉冲实验验证了该二极管反向恢复损耗模型的正确性。研究表明,采用ZVZCT技术的软开关设备的开关损耗与开关器件的二极管反向恢复特性直接相关。

一种适合UPS应用的新型零电压开关双向DC-DC变换器

电流?电压型双向DC-DC变换器采用相移技术可以实现功率器件的软开关,但是电流源型变换器存在关断电压尖峰和变压器两端电压不匹配时引起环流损耗增加。为解决这些问题,该文提出一种新的相移加PWM控制有源箝位型零电压软开关(ZVS)双向DC-DC变换器,在电流源型变换器中加入有源箝位支路和PWM控制技术,能够有效抑制电压尖峰和降低环流损耗,同时实现了全负载范围的ZVS。该文分析了这种新型变换器的工作原理,并在一台1.5kW的原理样机上进行验证,最后给出了试验结果。

一种低电流纹波高增益软开关直流变换器

提出了一种应用于新能源发电系统的低电流纹波高增益软开关直流变换器。在传统交错Boost变换器基础上,该变换器通过引入耦合电感和二极管、电容升压单元提高电压增益,耦合电感在整个开关周期过程中都传递能量,提高了磁芯利用率。输入侧工作在交错模式,两相电感电流纹波可以相互抵消,从而获得较低的输入电流纹波。由于耦合电感自身漏感的存在,减轻了整流二极管反向恢复问题,同时采用有源钳位电路回收利用漏感能量,实现了所有开关管零电压软开关,抑制了开关管关断电压尖峰,提高了变换器转换效率。详细分析了变换器的工作原理、电路特性以及软开关实现方法。最后,搭建了一台200 W的试验样机验证了理论分析的正确性。

具有谐振软开关的高增益耦合电感组合Boost-Zeta变换器

该文提出一种适用于光伏发电系统的具有谐振软开关的高增益耦合电感组合Boost-Zeta变换器。该变换器是由Boost变换器与Zeta变换器组合并引入有源钳位支路和谐振耦合倍压单元而得到。所提变换器利用拓扑组合和耦合倍压技术实现了非常高的电压增益。利用有源钳位支路,实现了所有开关管零电压开通。同时,利用二次绕组与谐振电容谐振实现了所有二极管的零电流关断,有效地解决了二极管反向恢复问题。分析变换器的工作原理,给出变换器的各项性能参数和软开关实现条件。所提变换器还可通过叠加倍压单元进一步提升电压增益。最后,搭建一台200 W实验样机,对理论分析进行了验证。

零电流零电压开关的Matlab仿真

运用Matlab软件对一种新型的零电流零电压软转换开关进行了计算机仿真 .通过仿真 ,讨论了参数对这种新型开关特性的影响 .

一种隔离型有源箝位交错并联Boost软开关变换器

采用原边并联/副边并联的交错结构,提出了一种新型的隔离型有源箝位交错并联Boost软开关变换器。耦合电感的漏感限制了输出二极管关断电流的下降速率,抑止了输出二极管的反向恢复,大大减小了反向恢复电流引起的损耗。由有源开关和箝位电容组成的箝位电路吸收并无损的转移了漏感能量,消除了主开关管上的电压尖峰,而两相交错并联电路只需要一组箝位电路,大大简化了电路结构。在整个开关周期内,主开关管和辅助开关管都是零电压软开关动作,大大减小了开关损耗。最后,设计了一台40V输入、380V输出的1kW试验样机。试验结果表明,所有的功率器件均为软开关工作。

一种新型无源软开关变换器

为实现一种结构简单、高效、高频、低的电压应力、易于控制的软开关变换器.提出了一种新型无源软开关变换器.它通过采用简单的无源辅助谐振网络实现了开关管的软开关,开关管电压电流应力小,解决了输出二极管反向恢复问题.特别适用于以IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)作为开关器件的高电压大功率场合.该文以其在Boost变换器的应用为例分析了它的工作原理,软开关实现条件,给出了谐振参数的设计方法,该软开关设计思想可以推广到其他基本的DC-DC变换器中.制作了一个使用IGBT的5kW^20kHz的实验样机,通过实验验证了该变换器的有效性.

一种新型零电压转换三电平倍压BOOST整流器

本文提出一种高效零电压转换三电平倍压BOOST变换器的功率因数校正电路。新型软开关技术可以实现整流器主开关和无源开关的零电压转换,而辅助开关零电流通断。所述软开关技术没有增加电路主开关的电压和电流应力。由于所用电路电流路径流经更少的功率器件,因此具有较少的器件导通损耗。该电路结构适合低压输入和中高功率应用场合。本文设计一台实验样机来验证理论预期,该样机额定功率600瓦,开关频率50千赫兹,输入电压90-132伏,输出电压400伏。样机实现转换效率高达97%和功率因数0.99。

一种新型LCL谐振软开关推挽式直流变换器

提出了一种新型LCL谐振式DC/DC变换器拓扑,它的谐振元件LCL位于Push-Pull电路的输入侧.该Push-Pull变换器的功率开关管工作在占空比固定接近于0.5的非调制模式下,谐振电路频率至少为开关频率的两倍.利用变压器副边励磁电流的续流,变压器原边开关管mosfet工作在接近零电压(ZVS)的条件下.该变换器适用于蓄电池供电的低压大电流输入系统场合.在一台12 VDC输入,360 VDC输出的直流变换器中的应用试验表明,电路效率达到了92%,试验波形也证明了电路原理分析是正确的.