无损吸收ZVS-ZCS FB P WM变换器的优化设计

在全桥移相软开关ZVSFB的拓扑电路中 ,采用由二极管和电容构成的无损吸收缓冲器可以实现 :①使滞后桥臂工作在零电流拓扑状态 ;②降低变压器初级整流电压的寄生振荡 ;③消除由电路环流引起的器件通态损耗。在变压器的初级使用二极管钳位电路 ,可以有效地抑制变压器次级的寄生振荡。通过一台 3kW的DC/DC变换器实验样机对该设计方案进行了验证。

基于ZCS/ZVS软开关技术的电镀电源研制

为解决常规PWM控制中功率器件随着频率提高而功耗大的问题,通过分析全桥移相逆变器的基本原理,利用ZCS/ZVS软开关技术,设计了一容量为12kW,工作频率为20kHZ的水冷电镀电源。该系统具有工作稳定可靠,整机体积小,工作效率高等显著特点。试验结果表明,软开关技术能够有效地改善功率器件的工作环境,明显地降低损耗。

高轻载效率少功率器件的可模块化扩展ZVS高增益变换器

提出一种高轻载效率且少功率器件的可模块化扩展零电压开关高增益Boost变换器。该变换器可以通过增加升压模块数量n,极大地提高变换器的升压能力;具有2个开关管和n+1个二极管,且各功率管承受相同的电压应力,均为[(n+1)U_(in)+U_(o)]/(n+2);输入电感工作在连续导通模式,其余电感工作在双向导通模式,且反向峰值电流之和大于输入电感电流的谷值,从而实现所有功率管的软开关。所提变换器采用柔性开关频率控制策略,即根据输入电压和负载大小适当地调整开关频率,使电感电流脉动量维持在合适的范围内,既确保实现功率管的软开关,又具有较小的通态损耗,因此在整个负载范围内均具有较高的运行效率。以一个扩展模块为例,对所提变换器的工作原理、稳态特性、软开关条件、控制方法进行深入分析,并通过一台250 W的样机实验验证了理论分析的正确性。

一种新的交叉式双开关ZVS和ZCS的PWM直流—直流变流器

为了在不另设辅助电路的情况下最大限度地减小软开关电路中的环流,本文提出了一种能降低导通损耗的新的零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)的脉宽调制式(PWM)变流器,这种交叉式双开关正向软开关变流器具有元器件少、效率高、功率密度大以及成本较低等优点,适合于大功率应用场合。阐述了其工作原理且作了稳态分析,构建了一个500W、100kHz的IGBT实验电路证实了该电路的性能。

新型恒频率ZCS/ZVS准谐振变换器理论分析及仿真

提出了一种新型恒频率ZCS/ZVS准谐振变换器,性能优于其它变换器,并给出它的数学模型、理论分析波形及仿真结果。

基于同步整流控制器的ZVS反激开关电源技术分析

与准谐振电源相比,传统的零电压开关(ZVS)反激电源可进一步降低开关损耗,但其不利之处是线路复杂,成本上升。本次提出的基于同步整流控制器的ZVS控制策略可实现零电压导通,无需额外附加辅助开关和辅助绕组,具有很好的应用前景。在介绍其工作原理的基础上,给出了仿真结果,并分析了其各时间阶段的工作过程。最后,通过实际系统电路的测试验证了该方法可显著降低开关管的损耗,实现较高的工作效率,并具备成本优势。

基于ZVS-ZCS变换器的行波管高压电源设计

行波管高压电源是行波管发射机的核心部件,高压电源的性能直接决定发射机的稳定性、可靠性及性能指标。文章探索了一种ZVS-ZCS变换器形式,通过解析的方法和仿真对该变换器作了较深入的分析,介绍了电路参数选择。最后通过实验验证了计算和仿真结果。基于这种变换器设计的某行波管发射机高压电源采用恒频移相控制、在较大负载范围内实现软开关,高压变压器的分布参数可以利用参与到谐振中,在实际应用中取得了较好的效果。

Improvement on Switching Characteristics and Switching Losses of IGBT by ZVS-PWM

Absrtact: The principle of ZVS - PWM inverting circuit is first described by means of inverting welder supply. The contrastive study is made on switching characte -ristics and switching losses of IGBT between ZVS - PWM and hard - switching.

非反向Buck-Boost变换器的三段式ZVS控制策略

目前文献中的四边形控制方法及其改进方案,能实现非反向Buck-Boost变换器各开关管的ZVS,但存在如下问题:需使用多维查找表或外部存储设备而无在线检测实时计算的闭环、较大的通态损耗和多模式切换引起的输出电压波动等。该文针对上述3个问题提出一种三段式变频ZVS控制策略。首先,去除四边形控制中电感电流的环流续流环节,以减小电感电流有效值并提高效率。其次,在不添加任何额外有源或无源器件的条件眄,将整个宽输入电压范围分成3个模式,分析每个模式的特点,以增加控制条件和简化计算过程,同时实现各模式的在线实时恒压闭环和通态损耗最小ZVS而无需使用多维查找表和线性插值,整体控制简单易实现。然后,提出基于三段式ZVS控制的多模式平滑切换控制策略,可保证在模式切换时各开关管占空比跳变前后,闭环输出始终保持稳定。最后,本文给出了各模式区间划分的理论依据,并搭建500 W实验样机验证了所提方案的有效性。

一种实用的大功率全桥ZVZCS变换器的设计

针对当前大功率的全桥ZVZCS变换器存在功耗过高,实用率不高的问题,提出一种实用的电路拓扑结构,并对该电路拓扑进行了简单的分析。该变换器超前管采用MOSFET,实现了零电压开通和关断,滞后管采用IGBT,实现了零电流开通和关断。对变换器主电路各参数进行选定后,通过采集的相关波形,验证了设计的变换器的正确性,将该变换器应用在电力操作电源上运行,性能优良,满足了市场要求。

300V ZVZCS直流稳压电源设计

为克服零电压开关( )变换器自身存在的初级环流较大,以及滞后臂开关实现ZVS 受负载电流限制等 ZVS缺点,利用零电压零电流(ZVZCS)全桥变换器设计了一种用于某新型金属表面处理工艺的300V 直流稳压电源。它能在很宽的负载范围内实现ZVZCS。为满足工艺对该电源的要求,在电源中采用了峰值电流型控制模式,提高了电源的快速动态响应性能。实验结果验证了该电源设计方案的可行性。

ZVZCS变换器在阴极保护电源中的应用

针对相控整流效率低和装置体积大的问题,在阴极保护电源中设计了一种ZVZCS(零电压零电流变换)DC-DC变换器的拓扑,利用辅助变压器和辅助二极管实现ZVZCS,并对DC-DC主电路进行了仿真验证。

ZVZCS-PWM全桥变换器中谐振元件参数的选择

通过分析形成零电压或零电流开关的条件 ,提出了谐振元件参数选择的计算公式和表格 ,并通过一台4 0kHz ,10kW的变换器进行了验证。

基于ZVS变频控制的Si/SiC混合ANPC逆变器损耗评估

零电压开通变频控制(variable frequency controlled zero-voltage-switching,VF-ZVS)可在无辅助电路条件下实现零电压开通(zero-voltage-switching,ZVS),进一步提升碳化硅MOSFET逆变器的功率密度。但在三相有源中点钳位逆变器(active-neural-point-converter,ANPC)中,全功率器件ZVS会大幅增加输出电感电流纹波,改变ANPC逆变器的电流续流路径,影响SiC器件损耗分布特征。论文建立电流纹波关于矢量作用时间的分段数学表达式,提出计及电流纹波的SiC器件损耗建模方法,表征VF-ZVS控制下电流纹波对开关管损耗特性的影响规律。进一步,分析VF-ZVS控制下2SiC、4SiC I和4SiC II 3种典型混合ANPC拓扑的新增工作模态特性;利用所提出的损耗模型,评估在不同调制度、全功率等级下上述3种混合拓扑的开关损耗、通态损耗和损耗分布均衡度,并通过6kW SiC实验平台,在不同功率等级下实验验证了SiC器件损耗模型和3种混合拓扑损耗评估结果的正确性。

一种改进型ZVZCS移相全桥线路

针对移相全桥线路中存在的不足,提出了一种改进线路:增加一组桥臂(CLC)。该桥臂与滞后桥臂相连,并提供了滞后桥臂开关管的开关动作电流,使其较为容易地实现零电压开通;另外,该桥臂还为输出整流二极管提供电流,以实现其零电流关断,从而,降低了二极管的耐压等级,并减小了电磁干扰。对给出的线路,进行了详尽的工作过程分析,并给出了关键器件的波形及出关键器件的参数设计。最后,设计了一款功率为1 200 W的通信电源样机,输出电压范围为40 V^60 V,最大输出电流为20 A。研究结果证明,该线路达到了预期效果,并取得了较高效率,最高效率达96.3%。

对称PWM控制ZVS半桥变换器研究

与传统半桥电路相比,采用对称PWM控制方法的半桥软开关直流变换器电路增加了一个由辅助开关管和一个二极管组成的支路。其主开关管不仅工作在对称状态,而且能很好实现软开关,辅助开关管在主开关管关闭期间实现ZVS和ZCS导通。在分析该变换器的工作原理基础之上,研究了其工作特性,重点分析了谐振电感在实现ZVS和引起占空比丢失方面的影响,仿真和实验研究表明该变换器具有优良的性能。

一种新颖的ZVS全桥变换器寄生振荡抑制方法

在对整流二极管寄生振荡产生机理深入解析的基础上,提出基于超前换流的电压振荡抑制新对策,进而推出一种原边加换流电容和LC辅助电路的新型零电压开关(zerovoltage switching,ZVS)脉宽调制(pulse width modulation,PWM)移相全桥变换器,很好地抑制了副边整流二极管的寄生振荡,没有占空比的丢失,实现宽负载范围开关管的零电压开关。阐述该变换器的工作原理,给出关键参数的设计原则,并通过一台650W/28V、开关频率为100kHz的原理样机验证该变换器的优点。

基于π型无源辅助网络的新型ZVS全桥变换器

提出一种新颖的采用π型无源辅助网络的零电压开关(zero voltage switching,ZVS)全桥变换器,它是在传统全桥拓扑上加入由电感和电容组成的无源辅助网络,从而可在宽电压输入和全负载范围内实现原边开关管的ZVS。详细分析该变换器的工作原理及特性,并对电路关键参数进行设计。在此基础上,设计完成一台1kW(54V/20A),开关频率为100kHz的原理样机,实验结果验证了该拓扑的优点。

一种基于变压器串联和新型辅助网络的ZVS移相全桥变换器

为了适合高压输入、低压大电流输出场合的直-直变换,提出了一种基于变压器串联的移相全桥变换器,且在该拓扑上加入电压互补性辅助网络,利用该辅助网络对输入电压和负载电流的自适应能力实现开关管全负载范围的零电压开关。详细分析了该变换器的工作原理及特性,并对电路关键参数进行了设计。在此基础上,设计完成了一台1.4kW(28V/50A)、开关频率为100kHz的原理样机,实验结果验证了该种拓扑的优点。

辅助电流有源调整的新型ZVS全桥变换器

基于一种辅助电流自调整的新型零电压开关(ZVS)移相全桥变换器。通过引入与滞后臂并联的有源辅助网络,该变换器可在全负载范围实现滞后臂的ZVS。辅助网络既不影响主功率的传输,同时辅助能量可随负载的变化进行自动调整,减小了辅助电路导通损耗,且辅助开关管控制简单。本文详细分析了该变换器的工作原理,给出了该变换器的拓扑简化方案和关键参数设计原则。在此基础上,设计完成了一台1kW/54V,开关频率为100kHz的原理样机,实验结果表明了该变换器的优点。