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。

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。

有源箝位正激变换器稳态分析与小信号特性

深入分析研究了有源箝位正激变换器的稳态工作原理 ,获得了功率开关实现零电压ZVS开通的方法与边界条件。采用状态空间平均法 ,建立了变换器平均模型与小信号模型来预测有源箝位支路对有源箝位正激变换器小信号特性的影响 ,并提出了改善变换器动态特性的方法。给出了变换器原理试验结果和变换器小信号特性PSPICE仿真波形。

输出纹波最小化有源箝位正激磁集成变换器

传统有源箝位变换器存在输出电流脉动较大的缺点。利用磁集成技术将电感和变压器的交变磁通正向耦合,以减小有源箝位变换器的输出电流脉动。该文提出磁集成有源箝位正激变换器,并对其工作原理进行分析。通过将零纹波点设定在0.5占空比处,使变换器同时得到最小输出电流纹波和最低原边开关管的电压应力。给出集成磁件的设计公式以及原边电流脉动和输出电流脉动的表达式。通过2台100W磁集成和传统式的有源箝位正激变换器的实验对比,验证了理论分析的正确性。实验表明,与传统变换器相比,磁集成有源箝位变换器具有更高的变换效率和更小的输出纹波。

采用磁集成技术的有源箝位正激变换器设计

针对3.3 V/10 A低压大电流输出、高功率密度电源模块的设计要求,结合有源箝位正激拓扑理论和磁集成技术,提出采用磁集成技术的有源箝位正激变换器;对变换器中的主变压器和输出电感进行集成,得到高效率、高功率密度的有源箝位正激变换器。

有源钳位正激二次侧谐振PWM Buck-Boost型变换器

针对传统有源钳位正激(ACF)变换器存在输出二极管反向恢复损耗,以及轻载时不能实现软开关的问题,提出了ACF二次侧谐振(SSR)PWM(ACF-SSR-PWM)Buck-Boost型变换器,分析了ACF-SSR-PWM Buck-Boost型变换器的工作模式及其稳态特性。分析结果表明:ACF-SSR-PWM Buck-Boost型变换器可以在全负载范围内实现主开关管、辅助开关管的零电压开通(ZVS)和输出二极管的零电流关断(ZCS),其电压传输比与负载、开关频率和占空比无关,呈现出DC-DC变压器(DCX)的工作特性。与二次侧谐振ACF变换器相比,ACF-SSR-PWM Buck-Boost型变换器减小了辅助开关管的电流应力和主开关管的关断电流。最后,搭建了一台200V输入、50V/1.6A输出的实验装置,验证了理论分析的正确性。

并联交错式有源箝位正激变换器研究

深入分析研究了并联交错式有源箝位正激变换器的原理与设计 ,获得了功率开关实现零电压 ZVS开通的条件和关键电路参数选取准则 ,仿真与试验结果均证实了理论分析的正确性。研究结果表明 ,并联交错式有源箝位正激变换器具有优良的电气性能 。

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.

一种新颖的同步整流有源箝位正激变换器电路

从宇航应用角度出发,在充分调研国内外同步整流技术以及有源箝位技术发展现状基础上,提出一种应用普通PWM控制以及MOSFET驱动芯片实现次级同步整流的有源箝位正激变换器的电路设计。论述了PWM的选取与控制模式的设计,对驱动信号和箝位电容的进行设计,最后给出了实验波形,证明了设计的可行性。

有源箝位双管正激变换器的分析及其仿真

提出了一种新型软开关变换器———有源箝位双管正激变换器。它通过在双管正激变换器的变压器原边并联一个有源箝位网络，以实现箝位、去磁和零电压开关等功能。给出了这种变换器电路的详细分析过程和仿真结果，并得出了一些重要结论。

双主双辅有源箝位正激变换器的研究

提出了一种双主双辅有源箝位正激型DC/DC变换器,它通过采用两个较小容量的辅助开关和一个补偿复位电容使得该拓扑可以工作在占空比大于50%的状态,而且降低了所有开关的电压应力。因此,该拓扑十分适合在较高输入电压、较宽输入范围的场合应用。文中对双主双辅有源箝位正激拓扑的工作原理及特性进行了详细的分析。最后通过实验证实了该拓扑的优点。

基于UCC2891D的有源箝位正激DC-DC变换器设计

某装置的自动装载机故障检测仪中,采用了能馈式模拟负载系统,模拟自动装载机主要执行部件的工作特征。在模拟负载系统设计中,采用了基于UCC2891D的有源箝位正激DC-DC变换器。经实际使用证明,整个检测系统降低了维修检测成本,简化了操作程序,提高了维修效率,具有一定的实用价值。

有源箝位正激式单级功率因数校正变换器的仿真实现

将PFC变换器和有源箝位DC/DC变换器相结合,设计了一种新型有源箝位正激式单级功率因数校正变换器。介绍该电路的工作原理,定义了一个开关周期的4个工作阶段;借助Saber软件对该电路进行了仿真分析。仿真结果表明:该电路能够实现主开关管、辅开关管的零电压开关,额定条件下功率因数可达0.98以上,提高了变换器的功率密度与效率。

燃料电池应用下的有源箝位正激变换器的研究

为解决燃料电池输出特性偏软,输出电压不稳的问题,研究设计了一种高效、稳定、电气隔离、宽输入范围的有源箝位正激变换器。采用有源箝位技术实现初级主、辅开关管的零电压开关(ZVS)。结合同步整流技术进一步减小输出损耗,为适应宽输入电压范围条件,利用外驱动方式;主控芯片选用UCC2897使电路的控制更加简便,并保证变换器输出稳定。最后,制作了120 W,输入电压36~72 V的实验样机并进行测试分析,通过实验数据验证了理论分析的正确性。

一种新型有源钳位正激变换器的研究

提出了一种新型的有源钳位正激变换器的拓扑结构。新的变换器通过次级谐振饱和电感使最大励磁电流大于传统变换器的最大励磁电流,并且使新的变换器的主开关管S1在软开通时不再受输出电流的影响,在软开通方面明显优于传统的变换器;有效占空比等方面都优于其他拓扑结构。

一种同步整流有源箝位正激变换器的研究

提出一种同步整流有源箝位正激变换器。该变换器是在传统的同步整流有源箝位正激变换器的原边增加一个由箝位电容和电感构成的辅助网络得到。该辅助网络可以使变换器在全负载范围内更容易实现主开关管和辅助开关管的ZVS(Zero-Voltage Switching),副边采用自激式同步整流技术,能进一步提升变换器效率,适用于低压、大电流输出场合。详细分析了变换器的工作原理,搭建了一台8 V/100 W试验样机证明了理论分析的正确性。

一种升降压集成的有源箝位正激变换器

为提高有源箝位正激变换器输入电压范围、减小变压器原边线圈输入电流,提出了一种升降压集成的有源箝位正激变换器电路.首先分析了该变换器的工作过程,然后给出了电路参数设计,最后利用Saber软件进行了仿真.该电路实现了初级电压的升压和输出电压的升降压集成功能.仿真结果表明,该变换器可以有效地提高输入电压范围,减小原边线圈的输入电流,实现集成功能,从而验证了该电路的正确性与可行性.

ZVS-PWM正激变换器有源箝位磁复位技术的研究

在有源箝位ZVS-PWM正激变换器中,变压器的磁复位技术是其中最关键的一项技术。文章结合仿真和初步的试验结果对有源箝位ZVS-PWM正激变换器的整个工作过程中的能量流动进行分析,总结出使变压器有效磁复位以及开关管ZVS开通的方法。

双变压器串联型有源箝位三管反激变换器

针对传统的双管变换器主开关管电压应力大、变压器磁通不平衡、开关损耗大等问题,研究了一种双变压器串联型有源箝位三管反激变换器。该变换器采用双变压器串联结构,不会出现变压器磁通不平衡的问题,主开关管上承受的电压应力仅为输入电压;为减少开关损耗,通过增加一个辅助开关管和谐振电容串联构成的有源箝位电路使得变换器两个主开关均工作在零电压开关(Zero-voltage switching,ZVS)状态,使得效率提高。先是介绍了新型反激变换器的工作原理,接着重点分析了变换器的各个工作模态并给出了变换器关键参数的设计步骤,最后通过一个实例进行了实验分析。