一种改进型ZCS PWM Buck变换器仿真研究

介绍了一种改进型零电流开关(Zero Current Switching,简称ZCS)脉宽调制(Pulse Width Modulated,简称PWM)Buck变换器,该Buck变换器能在整个周期范围内实现主开关管和辅助开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源功率器件的零电压开关(ZVS),而且通过无源钳位电路彻底地消除了所有开关管的电压尖峰,并使得所有开关管的电流应力都很小.详细分析了该变换器的工作原理,并通过仿真验证了该电路的可行性.     

一簇新型零电流零电压PWM变换器

提出一簇基于零电压零电流脉宽调制(pulse width-modulation,PWM)开关单元的新型零电压零电流(zero-current and zero-volt-age switching,ZC-ZVS)PWM变换器.新型零电压零电流PWM变换器的主开关工作在零电流开关状态,辅助开关工作在零电压开关状态,无源器件二极管工作在零电流状态.新型变换器工作频率恒定,减少了换流损耗.与硬开关变换器相比,新型零电压零电流变换器主开关的电流电压应力都没有增加.分析新型零电压零电流BOOST变换器的工作原理.仿真结果验证这簇新型零电压零电流变换器的可行性.     

改进型ZVT-PWM Buck变换器的研究

本文提出了一种新型改进型ZVT-PWM Buck变换器电路,同时详细分析了它的工作原理,并给出了主要变量的理论波形。通过在电路中采用了无损缓冲单元,克服了传统的ZVT-PWM Buck电路的内部循环电流和辅助开关管的开关损耗太大两大问题。实现了辅助开关管零电流开通和零电压关断,从而使所有开关器件的实现软开关,大大提高了变换器的工作效率。通过实验,证明了这种新型改进电路的理论分析是正确的,电路是可行的、有效的。     

一种零电压转换PFC升压变换器设计

提出了一种带有源箝位的ZVT-PWM升压PFC变换器。详细分析了该变换器的工作原理,讨论了电路的参数,进行了软件仿真,并在一台功率为3kW、工作频率为100kHz的通信用开关电源装置上进行了实验验证。仿真和实验结果都证明了这种变换器不仅可实现主开关管的零电压转换和辅助开关管的零电流开关,而且开关管的电压电流应力非常小,同时变换器效率可高达92％。     

基于数字控制的移相全桥ZCT变换器

基于对多种全桥零电流变换器的研究,提出一种新型的零电流转换(ZCT) PWM全桥DC/DC变换器.运用辅助电路的谐振电感实现主开关管的软开通,在全负载范围内实现所有有源开关管的零电流开关(ZCS)和输出整流管的软换流.采用ARM芯片LPC2214作为控制器,设计了变换器数字控制系统,成功研制了一台1 kW,25 kHz的软开关电源,并进行了电路试验.结果表明,基于该拓扑的数字控制PWM全桥变换器损耗小、成本低,变换器的最高效率超过了91%,具有较好的发展前景.     

移相全桥软开关变换器拓扑分析

移相全桥软开关变换器从基本的移相全桥(FB)零电压(ZVS)脉宽调制(PWM)变换器,发展到移相全桥零电压零电流(ZVZCS)PWM变换器,及移相全桥零电流(ZCS)PWM变换器,进而又产生一系列其它新型的移相全桥电路,构成了这一类很具有发展和应用前景的变换器.比较分析了上述3类主要的移相全桥软开关变换器的拓扑结构、工作特点和各自的优缺点.改进的FB-ZVS-PWM变换器扩大了滞后臂ZVS负载范围.FB-ZVZCS-PWM变换器解决了滞后臂软开关负载范围问题,滞后臂较适合用绝缘栅极双极型晶体管(IGBT).FB-ZCS-PWM变换器可以实现各个功率管的ZCS,更适合大功率场合.     

新型零电流PWM全桥DC-DC变换器

为降低IGBT在关断过程中所产生的损耗,提高电源的开关频率.通过在变压器副边增加一个由谐振电感、谐振电容、辅助箝位二极管以及辅助开关管组成的辅助电路,在主开关管关断之前短暂开通辅助开关管,通过谐振电感和谐振电容之间的谐振使原边电流迅速复位,从而实现主电路开关管的零电流开关(ZCS).实验结果表明,此变换器可在全负载范围内实现所有开关管的ZCS和输出整流管的软换流,其辅助电路的谐振电感还具有帮助主电路实现主开关管软开通的功能.这种拓扑结构简洁,可以较好地实现软开关且不会增大整流二极管的电压应力,变换器的效率也达到了90%以上且有提升空间.     

一种正激式ZVT-PWM高频软开关充电机的研究

高频软开关技术可有效地减小功率开关器件的开关损耗和应力.介绍了一种正激式ZVT-PWM (zero voltage transition-pulse width modulation)高频软开关功率变换器的工作原理.利用辅助ZVT网络使得变换器的主开关和高频整流器件均工作于零电压软开关状态.分析了变换器的工作过程,给出了一个开关周期中的等效电路和主要的开关波形.讨论了这种软开关变换器的不足,提出了减小辅助管电压、电流应力的折中考虑,对ZVT-PWM变换器进行改进.利用这种软开关技术研制了一台用于电动汽车的车载充电机,给出了充电机的控制系统框图,简单介绍了充电机的工作原理.最后给出了运行波形和试验结果.     

基于DC/DC变换器的新型软开关电路研究

提出一种理想的PWM控制零电压零电流软开关升降压DC/DC变换器 ,分析其工作原理 ,并讨论了实现零电压零电流开关 (ZC ZVS)的条件 ,最后给出仿真实验结果 .     

半桥式零电流转换谐振变换器的研究

对一种半桥式零电流转换谐振变换器 (HBZCTRC)电路拓扑结构进行了详细的分析 ,通过在开关桥臂增加有源辅助谐振网络的方法来实现变换器主开关绝缘栅双极性晶体管 (IGBT)的零电流关断。该变换器的零电流开关范围非常大 ,与负载无关。文中详细分析了它的工作原理 ,给出了在半个周期的主要电流电压波形和各个阶段的电路状态图。并分析了辅助谐振网络参数对变换器工作的影响。研制了一台采用半桥式零电流转换谐振变换器的主电路结构的 IGBT弧焊电源样机 ,实验验证了这种零电流变换器具有适应电压电流变化范围广的特点     

移相控制全桥零电压开关变换器的滑模控制

通过对移相控制全桥零电压开关变换器的运行过程的详细分析,研究了超前桥臂与滞后桥臂的开关互换动作在变换器功率传输过程中所起的作用,另外,由于变换器的输出滤波部分与Buck变换器类似,因此,可将在Buck变换器闭环控制设计中获得成功应用的滑膜控制引入移相控制全桥零电压开关变换器中,仿真结果表明,滑膜控制的变换器闭环系统对输入电源扰动具有较好的鲁棒性,对负载扰动的瞬态响应特性也较为理想。     

一种带辅助支路的移相全桥零电压PWM变换器

提出了一种带辅助支路的移相全桥零电压PWM变换器。详细分析了该变换器的工作原理,讨论了电路的参数,进行了软件仿真,并在一台功率为1kW、工作频率为100kHz的通信用开关电源装置上进行了实验验证。仿真和实验结果都证明了增加的辅助电路能够有效地减小变换器副边占空比的丢失,并使滞后桥臂的ZVS范围受到的影响最小。     

具有有源缓冲电路的软开关脉宽调制式变流器

提出了一种新的零电压转换脉宽调制式(PWM)直流——直流变流器．该变流器加设了一个新的有源缓冲器．该变流器中所有半导体器件都能在精确的或接近于零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)的情况下开通和关断．主开关和主二极管中无附加的电压和电流应力出现，辅助开关和辅助二极管中出现的电压和电流应力也在容许值之内．该变流器结构简单，成本低，易于控制，在轻载条件下也能正常运行．文章详细分析了其工作原理，提出了有源缓冲单元电路的设计过程，并通过一个脉宽调制式升压变流器的实验原型验证了该变流器的预期工作原理和理论分析．在满输出功率情况下，其主开关的损耗和整个电路的损耗大大降低，由此提升了变流器的总效率。     

基于ZVRT的零电压DC/AC变换器的研究

提出一种低频方波输出的零电压DC/AC变换器,它结合了Buck DC/DC变换器和半桥DC/AC变换器的特点,合二为一,负载侧输出为低频方波信号.在低频正负半波期间,电路工作在ZVRT-BUCK变换器模式,两个开关管互为主开关管和辅助开关管.详细分析了它的工作原理和软开关情况,由于采用了ZVRT技术,两个开关管均实现了零电压通断,提高了电路效率.实验结果验证了该方案是可行的.     

带饱和电感的移相全桥PWM变换器软开关分析

带饱和电感的移相全桥零电压开关PWM变换器与传统的移相全桥零电压开关PWM变换器相比,具有较宽的零电压开关负载范围,较小的循环能量和较小的占空比损失.在详细分析其工作原理的基础上,着重对参数设计和滞后桥臂的死区时间设置进行了讨论,给出了设计方法,仿真结果证实了理论分析的正确性.     

新颖的有限双极性控制ZVZCS PWM全桥变换器

讨论了一种新颖的有限双极性控制ZVZCS PWM DC／DC全桥变换器,通过在次级增加一个小电容和两个小二极管组成的简单辅助电路,为主开关提供实现ZVZCS开关条件,也为副边整流提供箝位电压．与以往的移相ZVS PWM全桥变换器相比,文中所提出的变换器具有辅助电路简单,负载范围宽、环流自适应调整等优点．详细分析了该变换器的工作原理及参数设计,通过一台2．5kW、100kHz模型的仿真实验,验证了变换器工作原理的正确性．     

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。