基于GaN器件的有源箝位正激变换器设计

有源箝位正激变换器因为开关管的软开关控制,可以降低高频下的开关损耗,已是中型功率隔离变换器实现高效率、高功率密度的主流解决方案。文中基于有源箝位正激变换器设计一款输入28 V、输出3.3 V/30 A的电源样机,开关频率为700 kHz,原边主开关管采用低栅极电荷、低输出电容、零反向恢复损耗的氮化镓(GaN)器件,再结合平面变压器技术及次级同步整流(SR)技术,使样机峰值效率达到95.13%。最后通过对样机测试结果分析来验证方案的高效率和高功率密度。

一种新型有源箝位Boost变换器

提出了一种应用于Boost变换器的新型有源箝位电路。在Boost变换器的主开关和升压二极管之间串入1个谐振电感,由有源开关和箝位电容组成的箝位支路并联在谐振电感两端。该电路能够抑制快恢复二极管的反向恢复电流,削减由反向恢复电流引起的能量损耗。电路中主开关管与辅助开关管均工作在零电压开关条件(ZVS)下,消除了由二极管结电容引起的寄生振荡,提高了变换器的效率。并试制了1台1kW实验模型验证文中提出的理论。

1kW最小电压有源箝位PFC变换器

提出了最小电压有源箝位(MVAC)功率因数校正变换器电路,将辅助开关与谐振电感和箝位电容串联支路并联,谐振电感可以抑止二极管的反向恢复电流,有效的减少由二极管反向恢复引起的损耗,箝位电容箝位谐振电感在主开关关断时所产生的电压应力。主开关和辅助开关均可实现 ZVS 开关,变换器具有电压应力较低的特点。该文分析了最小电压有源箝位功率因数校正变换器中功率器件的电压应力和软开关条件,研制了一台 1kW 最小电压有源箝位功率因数校正变换器。

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%。

峰值电流控制模式有源箝位正激变换器的小信号模型与设计

电流控制模式的补偿网络比电压控制模式的补偿网络容易调整,但是前者的建模要比后者的建模复杂得多。采用状态空间平均法为峰值电流控制有源箝位正激变换器建立了小信号模型,分析了箝位电路对变换器动态性能的影响,并给出了补偿网络的设计方法。

峰值电流控制的磁集成有源箝位正激变换器的小信号模型

文章对采用峰值电流控制的磁集成有源箝位正激变换器进行了小信号分析。建立的模型不但包括复位电路和斜坡补偿电路部分,还包括集成磁件部分。最后给出了补偿器设计原则,完成了闭环设计。

基于LM5025的有源箝位反激变换器的前馈控制

在有源箝位反激变换器负载基本恒定的情况下采用前馈控制既可以减小变换器体积,又可降低变换器的成本。文中在分析有源箝位反激变换器工作原理的基础上,结合LM5025器件的前馈控制特性,深入研究了基于LM5025的有源箝位反激变换器前馈控制的实现方案,设计了前馈控制电路的参数,完成了有源前馈反激变换器电路设计。在此基础上进行了实验研究,实验结果证明了有源箝位反激变换器前馈控制的有效性和实用性。

非互补准谐振控制的有源箝位反激变换器

有源箝位反激拓扑因具有效率高、高频特性好、抗电磁干扰能力强等优点获得了广泛应用。此处提出了一种新颖的控制策略,采用非互补导通模式,以减小箝位管的导通损耗,实现主开关管的零电压开关(ZVS)。同时让变换器工作于临界连续模式,采用准谐振控制模式进一步实现箝位管的谷底开通,优化了变换器的效率。采用过零检测电路实现临界连续模式,并引入峰值电流内环提高变换器的动态响应速度。

变压器次级有源箝位正激变换器的研究

介绍一种变压器次级绕组有源箝位电路,在初级开关管关断期间,利用变压器次级箝位绕组电压,驱动箝位管对初、次级电压箝位,同时利用次级绕组驱动输出同步整流续流管。分析了该电路的工作原理,在一台样机上进行了实验,分析了调试中的问题。这种电路明显节省了设计成本,适用于低压大电流电源设计,实验效果比较满意。

集成式有源箝位正激磁集成变换器小信号建模

为探究磁集成技术对集成式有源箝位正激磁集成变换器性能的影响,以集成式有源箝位正激变换器为基础,根据集成磁件的磁路-电路对偶变换法,结合状态空间平均法,提出了集成式有源箝位正激磁集成变换器的小信号建模方法,对有源箝位正激变换器、集成式有源箝位正激变换器及其磁集成变换进行了仿真.仿真结果表明,集成式有源箝位正激磁集成变换器可以降低输入电流、原边线圈电流,减小变压器损耗,且具有更小的输出滤波电感电流纹波,从而验证了该变换器小信号模型的可行性.

有源箝位正激变换器无源控制方法的研究

以有源箝位正激变换器为研究对象,根据状态空间平均模型,建立系统误差模型,通过配置系统能量耗散特性方程中的"无功力",保证系统的无源性,设计了一种无源化控制器。论文给出了变换器无源控制方法的推导过程和有源箝位正激变换器的无源控制策略;仿真和实验结果表明,该方案运行稳定,具有较强的鲁棒性、快速性和跟踪性,且纹波较小,控制算法简单等优点。

有源箝位零电压开关DC-DC变换器拓扑的研究

有源箝位ZVS直流变换器实现了主开关管和辅助开关管的软开关,减少了开关管 上的电压应力和反向恢复相关的损耗。本文在有源箝位ZVS单元模块基础上,对有源箝位 ZVS直流变换器进行了全面的分析和研究。

有源箝位反激式DC-DC变换器恒定谷值电流控制策略

高效、高功率密度是减小开关电源尺寸的关键。有源箝位反激(ACF)变换器的结构简单,可实现软开关控制,是高功率密度隔离型DC-DC变换器的主流解决方案。通过对ACF变换器工作原理及其软开关过程的详细分析,提出了一种基于固定谷值电流的控制策略,搭配动态死区时间控制实现全负载范围软开关。搭建了45 W仿真模型,仿真结果证明了控制策略的有效性。

新型的有源箝位PWM控制器

一、概述本文介绍用于单端有源箝位变换器的新型集成控制器UCC3580。有源箝位变换器电路在高频工作时优于一般的单端正激或反激变换器,普通隔离型单端功率变换器(正激和反激)由于结构简单和性能良好从而得到广泛的应用,其工作频率通常在250KHz以下。在更高的开关频率下,为了提高变换器的性能,可在主开关两端加入有源箝位电路,其主要是提供开关电压箝位,两开关之间的零电压转换和漏感能量的无损耗返回。此外,对于正激变换器,箝位电路还可使电源变压器铁芯复位,因此不需要辅助绕组。此外,有源箝位变换器的占空比可远远大于普通单端变换器(最大值为50％),因此,初级对次级的匝比越高,输出端使用的引导电感越小,初级电流越低,次级获得的电压就越低。另一方面,在同一匝比的情况下,变换器的输入电压范围可以扩展,电路中各元件参数如选的合理,便可实现电路零电压转换。

基于空间电压矢量的有源中点箝位型五电平逆变器母线中点电压平衡问题的研究

有源中点箝位型五电平(active neutral-point-clamped five-level,ANPC-5L)变换器与三电平相比,具有输出电压等级较高、输出功率更大、电流谐波含量较低等特点,在高压大功率领域具有较高的研究价值。以ANPC-5L变换器作为研究对象,采用空间电压矢量脉宽调制控制算法,通过分析ANPC-5L变换器的单相拓扑结构及其工作原理,针对不同开关状态下的ANPC-5L变换器的母线中点电压的波动模型进行研究分析,得出了平衡母线中点电压偏差的公式及ANPC-5L变换器中点电位的平衡域曲线。以此为基础,提出一种有效平衡中点电压的控制方法,通过选择参考电压矢量所在三角形的开关序列及同时控制复用矢量的作用时间之比,实现了悬浮电容电压与中点电压的解耦和平衡控制,最后通过实验进一步验证了控制算法的正确性和有效性。

基于GaN的高效率、高功率密度ACF变换器的设计

高效高功率密度是减小开关电源尺寸的关键。有源箝位反激(ACF)变换器结构简单、可实现软开关控制,是中小功率隔离型DC/DC变换器提升高效高功率密度的主流解决方案。此处通过对ACF变换器工作原理及其软开关过程的详细分析,在优化设计参数的基础上,使初级开关管与箝位开关管采用集成门极驱动器与氮化镓(GaN)的功率IC,再结合次级同步整流(SR)技术及平面变压器设计方案,设计了一款155 V输入,28 V/150 W的电源模块,模块整体功率密度达8.7 W/cm3,峰值效率可以达到94.37%。测试结果验证了设计方案的高效率与高功率密度。

非理想条件下有源箝位正激电路小信号模型分析

有源箝位正激变换器相对于其它复位方式,有很多优点,然而当输入源和负载发生变化时,却造成系统的不稳定性。文中分析了有源箝位正激变换器中复位电容对其小信号特性的影响,在考虑原边主管导通电阻的基础上,应用状态空间平均法,首次推导其小信号模型,并运用Mathcad仿真了该模型的频率特性,结合控制理论根之和的概念,分析了非理想条件下的有源箝位正激电路的小信号模型。

用集成磁路改进有源箝位正向变换器

大的输出纹波电流会损害有源箝位正向变换器的性能。借助电感器和变压器磁通的强耦连，输出纹波电流可以被降低。在这篇文章中，提出了用集成磁路改进有源箝位正向变换器的设计。其所提出的变换器的工作原理将在本论文中进行分析。通过设定D=0．5作为零纹波电流点，初级开关的最小输出纹波电流和最小电压应力即可同时获得。集成磁路的设计考虑是根据其对纹波电流的影响一起进行讨论的，采用具有集成磁路的和没有集成磁路的两个100W的有源箝位正向变换器样机，可以证实建立了正确的工作原理。实验结果也证明了文章所提出的有源箝位正向变换器与常规的变换器比较，则具有更高的效率。

中小功率系统集成DC/DC标准模块的一族候选拓扑

有源箝位正激型变换器(简称ACF)以其极佳的宽范围适应性、较低的开关电应力、简单的同步整流自驱动方式而被选为中小功率电力电子系统集成中DC/DC标准模块的较佳候选拓扑。该文将系统地总结各种经典的ACF结构,同时也将提出一些新颖的结构以及独特的观点,使得ACF更加的完善。根据ACF的特点,将它拆成原边电路和副边电路两部分独立来描述,以适应不同输入要求和输出要求。最后将原副边电路配合起来,论述了ACF的三种控制性软开关的方案,以及提出以可选择性外挂配件的思路,根据不同的使用场合选择硬开关或是软开关工作状态。最后,实验结果验证了以上的分析和理论。

抑制共模电压的极简空间矢量控制

针对五电平有源中点箝位型(ANPC)变换器共模电压大的问题,提出一种抑制共模电压的极简空间矢量控制。首先将参考电压投影到线电压坐标系中,得到对应区域内的所有矢量,分析矢量与共模电压和中点电压之间的联系,然后以最小化共模电压为目标对矢量选择范围进行合理约束的同时,保证剩余矢量能对中点电压进行均衡控制。在此基础上,针对中点电压控制提出一种极简序列选择法,从而降低空间矢量调制策略的复杂度。最后对所提共模抑制算法的正确性和有效性进行了实验验证。