Analysis and Implementation of Dual-ZCS forward DC/DC Converter

As the switching frequency in DC/DC converter increases, original ‘hard-switch’ working mode is not compatible. Another problem is the reliability, which is puzzled in single-ended forward, push-pull or bridge-like structures. In this paper, a new dual-ZCS (zero current switches) forward topology is proposed. The operating principle of soft-switch is analyzed, showing the relationship between voltage and current in time domain. Then how to calculate the key parameters of resonant network is . Finally, a prototype ZCS SMPS is implemented and tested. The results consisted with the analyzing results well, and illustrated the advantages of the proposed structure.

应用于光伏微逆变器的柔性变换器

为满足微逆变器高加权效率的要求,提出了一种适用于光伏微逆变器的柔性拓扑DC/DC变换器。柔性变换器包含两种工作模式,分别是改进双管正激工作模式与桥式工作模式,介绍了各自的工作原理,给出了变换器中变比与缓冲电感的设计准则。根据两种工作模式下的开关损耗、导通损耗、驱动损耗以及铁芯损耗分析,确定了柔性变换器两种工作模式的切换阈值大小,并得到了变换器的占空比预计算与闭环微调相结合的控制策略。实验结果证明所提柔性变换器性能优良,并具有较高的加权效率。

软开关谐振复位双管正激DC/DC变流器

提出了一种新颖的双管正激DC/DC变流器,利用谐振复位使变流器工作在0.5以上的占空比,利用变压器二次侧串联饱和电感的方法使变流器所有开关管实现软开关,适于宽范围输入、高效率要求的应用场合。分析了变流器的工作原理,对变流器的特性进行了详细的分析。最后以一台250～400V直流输入,54V/5A输出的样机验证了该变流器的可行性。

一种零电压开关有源箝位双管正激变换器

为了解决传统双管正激变换器工作占空比不能大于50%以及零电压开关(ZVS)难于实现的问题,提出了一种ZVS有源箝位双管正激变换器.该变换器在传统双管正激变换器的基础上添加了辅助开关管和饱和电感,利用有源箝位的复位方式使高频变压器的复位条件得到改善.在分析主、辅开关管一个开关周期中工作过程的基础上,得到了变换器各工作阶段的等效电路,并推导了电路关键参数优化选择的约束条件.研究表明,该变换器克服了传统双管正激变换器的缺点.适用于宽输入电压范围的场合.变换器的变压器磁芯的复位电压可以大于输入电压,所有的开关管都实现了ZVS,在不同的负载条件下变换器都达到了较高的转换效率.

较高输入电压下系统集成的一组解决方案

为了给中小功率较高输入电压系统集成中的标准模块提供合适的拓扑,提出了不对称双管正激变换器拓扑的解决方案.该方案利用合理的开关联接和高效的复位方式,构造出了电阻电容二极管(RCD)复位不对称双管正激变换器、谐振复位不对称双管正激变换器和有源箝位不对称双管正激变换器的拓扑.对这三种变换器进行了分析和比较.结果表明,有源箝位不对称双管正激变换器性能最佳,结构最复杂,成本最高.RCD复位不对称双管正激变换器性能相对最差,结构最简单,成本最低.这三种变换器能降低开关的电压应力,可以工作于宽输入电压变换范围,非常适合应用于较高输入电压的电力电子系统集成标准模块中.

双RCD箝位的双管正激变换器研究

针对传统单管和双管DC-DC变换电路分别存在的高开关应力与低占空比的不足,提出一种双RCD箝位的双管正激变换电路,并对该电路进行了稳态分析及仿真与样机试验验证。结果表明,该电路不仅可将最大可调占空比由普通双管时的0.5提升至0.8左右,而且能使最大开关应力较单管有大幅下降,同时,系统具有开关应力低和可调占空比高的优点。

一种新型双管正-反激直流变换器

该文提出一种对称式RCD箝位的倍流整流双管正-反激型直流变换器。它采用两个RCD电路交错箝位的结构,克服了传统双管正激型变换器占空比D<0.5的缺点。在继承单管有源箝位正-反激型变换器的宽范围输入、高效率优点的同时,将主开关管电压应力降低为原来的一半。改进的RCD箝位结构是一种轻微耗散型箝位电路,大幅提高传统RCD型电路磁复位效率。该文详细分析了变换器稳态工作特性以及关键参数的设计,通过一个200V^400V输入、10V/15A输出的样机验证了该拓扑工作原理和特点。

一种改进型ZVT双管双正激变换电路研究

针对零电压转换(ZeroVoltegeTransistor,简称ZVT)双管正激变换电路存在的问题,提出了一种改进的适用于高输入电压、大输出功率场合的变换结构,分析了该变换器实现ZVT的必需条件,给出了谐振电路的参数选取原则。最后通过设计的28V/100A开关电源试验,验证了该方案的可行性。

高效率150瓦双管正激DC/DC变换器的研制

详细分析一种双管正激DC/DC直流变换器的电路工作原理,对电路的功率损耗及其分布进行了讨论与推导。在此基础上比较不同电路参数条件下的损耗及效率计算结果,设计了一台150瓦原理样机。试验与测量结果表明,该变换器具有高效率、高功率密度等优点。

基于轮换双激式开关的铃流信号发生器主电路拓扑结构研究

探讨了一种新型铃流信号源的主电路拓扑结构。它采用高频开关、变压器以及双向可控整流开关器件,构成了轮换双激式逆变器。使用该电路拓扑结构可将传统的DC-DC变换和DC-AC逆变电路合二为一,简化了开关电路结构,降低了装置成本。通过所设计的两种实际铃流电路方案,验证了该电路优化设计的准确性和有效性。

双管正激变换器

从克服双管正激变换器的缺陷以及利用软开关提高电路的效率两个方面对双管正激变换器进行了总结,在提高电路效率方面提出了一种全新的软开关划分方法。

软开关谐振复位双管正激DC/DC变流器

提出了一种新颖的双管正激DC-DC变流器,利用谐振复位使变流器工作在0.5以上的占空比,利用变压器副边串饱和电感的方法使变流器所有开关管实现软开关,适于宽范围输入、高效率要求的应用场合。分析了变流器的工作原理,对变流器的特性进行了详细的分析。最后以一台250V～400V直流输入,54V/5A输出的样机验证了该变流器的可行性。

一种低压大电流输入的组合式直流变换器研究

针对特种车辆车载电源低压大电流输入、高可靠性和高功率密度的要求,提出了一种并-并型的双管正激组合变换器。该组合变换器以双管正激电路为基本单元,具有抗桥臂直通和高频变压器无偏磁的优点;在控制上采用了交错并联的方法,各开关管电流应力低、输入输出滤波器体积小、动态响应速度快,而采用主从均流的控制方法很好的实现了两输出电感的并联均流。理论分析和实验结果均表明该组合型变换器适合应用于低压大电流输入的特种车辆。

超级电容恒功率测试系统中斜坡补偿控制策略

主要是针对双管正激电路在超级电容恒功率充放电过程中随着占空比增大带来的系统误差变大及不能满足伏秒平衡条件等问题对驱动电路进行改进,通过在采样电压Vs处加入斜坡补偿达到拓宽系统工作区域,改善随占空比过大系统误差不收敛的问题,通过引入斜坡补偿环节该系统在占空比D>50%时仍能很好地实现恒功率充放电的控制目标。

正激直流环节逆变器的分析与研究

提出了一种新型的电压源型软开关逆变器拓扑 ,在不增加功率管电流、电压应力的前提下 ,极其简单地实现了逆变桥中各功率管的零电压开关 (ZVS)条件。介绍了电路的基本构成、工作原理和参数设计方法以及相关的实验研究。

适合地下工作的宽范围输入直流稳压电源的研制

针对矿用电动车在地下工作,环境恶劣,输入电压范围较宽的情况,设计了一款开关电源,主电路拓扑选用结构简单,可靠性高的双管正激电路。文中介绍了其主电路的工作原理,尤其对每种工作模态进行了详细的理论分析,并给出了双管正激电路主要参数的设计。在此基础上,研制了一台交流输入为180V^280V的双管正激变换器。该变换器性能良好,运行可靠,实验结果表明其适合宽范围电压输入并且效率较高,验证了理论分析的正确性。

谐振复位双开关正激变换器的研究

推荐了一种谐振复位双开关正激型 DC/DC 变换器。它不仅克服了谐振复位单开关正激变换器开关电压应力大和变换效率低的缺点,而且具有占空比可以大于50%的优点。因此,该变换器可以应用于高输入电压、宽变化范围、高效率要求的场合。对该拓扑的工作原理和特性进行了详细的描述。最后通过实验证实了该拓扑的上述优点。

新型ZVS交错并联双管正激组合变换器的研究

提出了一种新型零电压开关交错并联双管正激组合变换器。该变换器由两路双管正激变换器交错并联构成,共用一个高频变压器,提高了磁芯利用率。同时,该变换器保留了双管正激变换器开关电压应力低、可靠性高的优点。采用有限双极性控制,利用变换器副边谐振电感的能量来实现开关管的零电压开关。本文详细分析了该变换器的工作原理,并且给出了实验结果。

一种两级式恒流/恒压锂电池充电器的设计

分析研究了一种两级式恒流/恒压模式锂电池充电器的电路结构及其工作原理,该变换器由前级PFC变换器和后级双管正激变换器级联而成。详细给出了前级PFC电感和后级控制方式的设计。最后研制了一台原理样机,实验结果表明,两级式恒流/恒压模式锂电池充电器具有输入功率因数高、电流谐波少、恒流/恒压模式、效率高等优点。

一种新颖的ZVZCS双管正激变换器

本文提出了一种新颖的、利用辅助电路实现零电压、零电流开关的双管正激变换器。其中,有源钳位辅助电路用来实现主开关管上的零电压开通,同时使该变换器的占空比拓展到50%以上;变压器副边的辅助电路用来实现主开关管以及副边二极管的零电流关断。因此,该变换器中全部开关管均工作在软开关状态下。与其他软开关双管正激变换器相比,该变换器具有结构简单、所用元器件最少等优点。最后,经过一台250W的样机检验,该变换器效率最高可达95.7%,非常适合IGBT应用的场合。