采用辅助变压器的可调压谐振零电压零电流开关变换器

针对LLC谐振变换器在新能源、储能、数据中心、电力电子变压器等直流配电网大功率应用场景中所存在的调压困难问题,提出了一种采用辅助变压器的可调压谐振零电压零电流开关(ZVZCS)变换器。所提变换器在传统LLC谐振变换器的基础上增加了辅助变压器和辅助半桥,通过调整辅助半桥和一次侧全桥之间的移相角可以调整辅助变压器参与升压的时间,在保证主开关管软开关的前提下实现了调压功能,同时实现了辅助开关管的零电压开通。文中详细介绍了变换器的电路结构、工作原理、参数设计过程。通过100 kW仿真模型对所提拓扑的原理以及参数设计的正确性进行验证,仿真结果表明,与传统LLC谐振变换器相比,所提变换器在大功率场景下具有更优的效率。最后,搭建了2.5 kW实验样机对所提拓扑进行了有效性验证。

采用辅助变压器的零电压零电流开关全桥直-直变换器

本文给出了一种新型的零电压零电流开关全桥移相脉宽调制变换器,该变换器采用IGBT为功率开关管,在传统变换器的基础上通过增加辅助变压器的方式提高了变换器的性能,通过增加正激能量恢复缓冲器和辅助电路,使变换器在各种负载以及短路工作状态下都能够保证所有开关管实现零电压零电流开关工作模式。介绍了变换器的工作原理并通过试验得到了较好的结果。

一种采用无源钳位电路的新型零电压零电流开关变换器

针对传统的全桥移相PWM零电压零电流(ZVZCS)DC-DC变换器存在的缺点,提出了一种在副边采用无源钳位电路的新型全桥移相PWMZVZCSDC-DC变换器。这种变换器可以有效实现超前桥臂开关管的零电压开关,以及滞后桥臂开关管的零电流开关。这里详细分析了此变换器的工作原理以及变换器各个阶段的工作模态,并且分析了此变换器实现软开关的条件。理论分析表明这种变换器具有副边电压应力低,实现软开关负载范围大,辅助电路损耗小等优点。通过一台0.8kW,60kHz的样机进行了实验,验证了理论分析的正确性。实验结果证明该变换器能够在较宽的负载范围内实现滞后桥臂的零电流关断,适用于大功率应用IGBT的场合。

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。

基于数字信号处理器控制的新型全桥移相式零电压零电流开关PWM DC-DC变换器

针对传统的全桥移相式零电压零电流开关(ZVZCS)PWM DC-DC变换器在实现滞后桥臂开关管零电流开关(ZCS)的过程中,存在着辅助谐振电路附加损耗较大、软开关实现方式复杂以及功率开关管电压和电流应力高等缺点,提出了一种通过辅助无源钳位网络来实现软开关的新型全桥ZVZCS PWM DC-DC变换器。分析了变换器的软开关实现原理,并采用TMS320F240 DSP作为控制芯片,设计了变换器数字控制系统。通过一台0.8kW,60kHz的样机验证了这种基于数字控制的软开关变换器相关理论的正确性。

新型零电压零电流谐振极型软开关逆变器

提出一种新型的零电压零电流谐振极型软开关逆变器,可以在主功率器件开通和关断时,同时实现零电压和零电流,因此对于内部电容不能忽略的器件,可减小容性开通损耗,当绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为主功率器件时,也可减小拖尾电流引起的损耗。主功率器件真正做到了无损耗换相。此外,续流二极管的反向恢复损耗被降低到最小,辅助开关也实现了零电流开关。对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图和回路的参数设计方法。制作一个1kW的实验样机,通过实验结果验证该软开关逆变器的有效性。

一种新型的全桥零电压零电流开关PWM变换器

提出一种新型的FB-ZVZCS-PWM 变换器拓扑,采用耦合电感构成辅助电路,结构简单、没有耗能元件或有源开关,不增加原边电流应力。新拓扑具有良好的通用性,对采用不同箝位方式如阻容吸收、次级无源箝位或有源箝位的全桥变换器均适用。变换器主开关管全部采用IGBT,开关频率大幅提高,功率密度、轻载效率及软开关负载范围显著改善,而变换器成本降低。给出了变换器拓扑结构、关键参数设计及实测波形,新拓扑已应用在3kW,350VDC变换器中。

一种碳化硅与硅器件混合型三电平有源中点钳位零电压转换软开关变流器

该文提出一种碳化硅与硅(SiC&Si)器件混合型三电平有源中点钳位零电压转换(3L-ANPC ZVT)变流器拓扑。该拓扑中每相主电路采用两个SiC MOSFET器件工作在高频,其余主电路开关为Si器件工作在低频,通过辅助电路使得SiC器件工作在ZVT软开关条件下,进一步降低SiC MOSFET高频开关损耗和开关应力。拓扑中辅助电路开关采用Si器件且仅在主器件换相过程工作,具有额定电流小且无开关损耗的特点。该文首先介绍该软开关变流器的电路拓扑结构和工作原理,并给出辅助电路参数的优化设计过程。然后基于双脉冲测试数据对变流器进行损耗建模,分析对比不同开关频率下硬开关和软开关有源中点钳位三电平变流器的损耗分布和效率变化,揭示所提出的软开关变流器拓扑在高开关频率下可以有效改善变流器的效率。最后通过搭建的单相变流器实验平台验证上述分析结论的正确性。

零电压零电流开关PWM复合式全桥三电平变换器

该文提出一种零电压零电流开关PWM复合式全桥三电平变换器,该变换器的一个桥臂为三电平桥臂,其开关管的电压应力为输入电压的一半,可在很宽的负载范围内实现零电压开关,可以选用场效应管(MOSFET);另一个桥臂为两电平桥臂,其开关管电压应力为输入电压,可在很宽的负载范围内实现零电流开关,可以选用IGBT。该变换器的输出整流电压交流分量很小,可以减小输出滤波器,改善变换器的动态特性。其输入电流脉动很小,可以减小输入滤波器。该文详细分析该变换器的工作原理,讨 论参数设计,并且给出实验结果。

一种辅助电流可控的移相全桥零电压开关PWM变换器

提出了一种辅助电流可控的移相全桥零电压开关(Zero-Voltage-Switching,ZVS)PWM变换器,它在传统全桥变换器的基础上加入了由电感和开关管构成的辅助网络,从而可以在宽电压输入和全负载范围内实现一次侧开关管的ZVS。和传统的ZVS技术相比,该变换器实现滞后桥臂ZVS的辅助能量是受负载电流控制的:辅助电感的电流值随着负载电流值的变化而变化,使得变换器在全负载范围内不但实现了滞后桥臂ZVS,还明显减小了辅助网络的导通损耗,优化了电路效率。本文阐述了电路的工作原理,详细地讨论了辅助网络的参数设计,并通过一台1kW/54V,100kHz的样机进行了实验验证。

一种新颖的零电压零电流开关PWM三电平直流变换器

提出一种新颖的零电压零电流开关PWM三电平直流变换器 ,它是在基本的三电平直流变换器的变压器一次侧串入一个阻断电容 ,使一次电流在零状态时减小到零。为了使一次电流在零状态时减小到零后不再反方向流动 ,在两个滞后管中分别串入一个二极管。该变换器可以实现超前管的零电压开关和滞后管的零电流开关。由于在零状态中一次电流为零 ,减小了通态损耗 ,因此可以提高变换效率。本文分析该变换器的工作原理 ,讨论它的参数设计 。

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.

新型磁集成零电压零电流软开关全桥变流器

提出了一种新型的磁集成零电压零电流软开关移相全桥DC/DC变流器。该磁集成变流器将3个电感和1个变压器集成于同一磁心中,变压器的漏感同时用做储能电感,传统全桥电路中的输出滤波电感也被移去。因此,二次侧整流管可工作于零电流模式,整流管上的电压尖刺也可被输出电压箝位。另外,变压器中的励磁电流作为电流源为一次侧开关管的寄生电容充放电,因此一次侧开关管在全负载范围内均可实现零电压开通。与分立元件方案相比,该磁集成方案具有元件少、体积小、成本低和磁损小的优点。制作了300 W、350~400 V输入、12 V输出的样机,验证了理论分析的正确性。

有源箝位反激式零电压零电流开关变换器研究

采用有源箝位反激式变换器电路,实现了零电压零电流软开关(Zero-VoltageandZero-CurrentSoftSwitching,简称ZVZCS)变换,克服了在常规硬开关电路中变压器漏感及寄生电容产生的高电压尖峰。该电路应用C1909控制芯片,简化了传统的驱动电路。实验结果表明,主开关管两端的电压被箝位在一定数值,实现了ZVZCS,效率达到90%。

基于新型箝位电路的低电压应力零电流开关半桥PWM变换器

提出一种基于新颖箝位支路的零电流开关半桥PWM变换器。与传统的不对称半桥变换器相比,该变换器在变压器的副边电路中增加了一条由辅助开关管与谐振电容串联组成的辅助支路。该变换器不仅能在整个负载范围内实现主开关管和辅助开关管的零电流开关以及所有二极管的零电压开关;而且通过无源箝位支路,消除了辅助开关管和整流二极管的电压尖峰;采用对称控制,因此变压器不存在电流偏磁,且主开关管的电压应力相等。详细分析箝位支路的工作原理和变换器的工作特性,并给出实现软开关的条件,实验结果验证了该变换器的可行性。

零电压零电流开关PWM组合式三电平变换器

提出一种零电压零电流开关PWM组合式三电平变换器,它由半桥三电平变换器与全桥变换器组合而成。该变换器所有开关管的电压应力均为输入电压的一半;可以在很宽的负载范围内实现MOSFET的ZVS,在很宽的负载范围内实现IGBT的ZCS输出滤波器上高频分量小,可以大大减小输出滤波器的体积;可以在三电平和两电平两种工作模式下切换工作,输出整流二极管的电压应力小。该文分析该变换器的工作原理,介绍了其特点,并给出实验结果。

一种新型零电流零电压开关功率因数校正全桥变换器

介绍一种单级式零电流和零电压开关功率因数校正全桥变换器,利用变压器的漏感和输出电容的储能,在很宽的负载范围内实现了超前管的零电流开关;而通过移相控制方式,利用开关管的结电容则实现了滞后管的零电压开关。由于软开关的实现不需要任何其它的辅助元件,所以与通常的零电流开关PWM Boost仝桥变换器相比,该变换器结构简单,容易实现。通过对电路的运行机理和工作模态的分析,可以看出该变换器能同时实现功率因数校正、AC/DC转换、输出电压调节和电气隔离,实验结果证明了该变换器的优越性。

零电压零电流开关PWM DC/DC全桥变换器的分析

提出了一种零电压零电流开关 ＰＷＭ ＤＣ／ＤＣ全桥变换器，该变换器实现了超前桥臂的零电压开关和滞后桥臂的零电流开关。本文中分析了它的工作原理和参数设计，并给出了实验结果。

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%。

低电压应力零电流开关降压变换器

提出一种低电压应力的Buck变换器。该变换器能在整个负载范围内实现所有开关管的零电流开关(zero current switching,ZCS)和所有无源开关管的零电压开关(zero voltage switching,ZVS),而且通过无源箝位电路彻底地消除了所有开关管的电压尖峰;此外,所有开关管的电流应力都很小。该文详细分析了该变换器的工作原理以及箝位支路的作用机理,并通过状态空间平均法分析了该变换器的稳态和动态特性,最后在一台1200W的原理样机上进行实验验证,并给出实验结果。