Buck-Boost双向变换器无过零检测TCM控制研究

提出一种基于变频控制的TCM模式实现方案,其在简化传统控制方案的同时,更易实现多模块的交错并联。首先对TCM模式实现软开关的原理进行分析,然后对TCM模式下电感电流的频率特性进行研究。在对频率特性进行分析之后,通过构建频率和占空比两个控制器,据此提出一种变率控制实现TCM模式的方案。最后搭建实验500 W的样机,通过实验验证新方案的正确性。

基于碳化硅MOSFET的99.2%高效率功率因数校正器

半桥功率因数校正PFC(power factor correction)拓扑由于其具有较少的电流回路器件数,因而导通损耗小、效率高。但是,该拓扑中开关器件电压应力大,因此如果选用高压的IGBT作为开关器件,则开关损耗很大。新型的碳化硅MOSFET由于兼顾了高耐压与低通态电阻,其具有较小的开关损耗,可以降低开关损耗,尤其是关断损耗。但由于高频工作时其开通损耗仍然较大,严重制约变换器效率的提高。因此,利用碳化硅MOSFET优良的开关特性,采用电感电流三角波模式(TCM)的控制方式,使器件工作在零电压开通状态下,进一步降低开关损耗。针对这种控制方式,详细叙述了各个关键参数的计算,并设计搭建了一台1 100 W的全碳化硅半桥功率因数校正变换器,其达到了较高的效率,峰值效率达到了99.2%。

一种电流模式方波/三角波发生器

为解决普通方波/三角波工作频率有限、占空比不能调节等问题,采用多端输出差分电压电流传输器(MO-DVCC)为有源器件提出了一种电流模式方波/三角波产生电路,该电路结构非常简单,仅由1个电流模式施密特触发器、1个电流积分器和1个可调电流源构成,所有器件均接地,非常便于集成实现。该电路的振荡频率能够由接地电容实现独立控制,占空比能够通过外接可调电流源实现电动调节。Pspice仿真结果验证了电路的正确性。

基于三角电流模式的双有源桥变换器

采用传统移相控制双有源桥无法实现开关管的零电流关断,使得应用在大功率场合下的IGBT关断损耗过大,同时存在功率回流的问题。为了减少开关管的关断损耗和变换器的功率回流,提高系统效率,提出三角电流模式双有源桥的控制方法。通过对传统移相控制进行分析,解释双有源桥的基本工作原理,并与三角电流模式的控制方法进行性能比较;分别分析三角电流模式双有源桥正向工作和反向工作时的开关时序和工作模态,以及变换器软开关的实现原理,推导出系统传输功率的计算公式和电路元件的参数优化方法;最后通过仿真和实验证明该控制方法的可行性。