电动汽车车载充电DC/DC变换器研究

针对电动汽车车载充电电源的DC/DC变换器存在滞后臂零电压开关(ZVS)丢失、输出整流管电压振荡和导通损耗较大等问题,将箝位二极管引入传统移相全桥(PSFB)DC/DC变换器,同时在变压器副边采用同步整流(SR)技术。分析加入箝位二极管后,对变压器副边整流管电压振荡的抑制过程。同步整流管采用或驱动逻辑,降低整流管的导通损耗。对主电路进行损耗计算,结果表明,采用软开关同步整流技术比硬开关二极管整流技术效率高8%。仿真和实验结果表明,该DC/DC变换器抑制了变压器副边整流管的电压振荡,实现了宽负载范围的软开关,且具有很好的动态性能和抗干扰能力;当负载高于10%额定负载时,系统效率高于95%。     

一种新型零电压零电流PWM DC/DC全桥变换器的研制

利用耦合输出电感进行次级箝位移相控制；采用了无损耗元件及有源开关的简单辅助电路；副边整流二极管的电压应力和传统的硬开关电路一样小；轻载时箝位电容的充、放电电流能根据负载情况自动调整，可保证在很宽的负载范围内变换器都有高效率；辅助回路二极管Dc可以实现软关断，因而反向恢复影响小；本变换器不存在原边环流，因而可以提高变换效率。文中分析了该新型拓扑的工作原理，提出了参数设计依据，进而推导了变换器各种状态时的参数计算方程；采用此方案成功研制了48V／20A软开关电源，进行了参数设计，并给出了其仿真和试验结果。试验结果表明该变换器在1／3负载以上时效率可以高迭92％以上。     

开关电容DC—DC变换器的效率及其改善

将开关电容网络应用于ＤＣ－ＤＣ变换器，并从能量的角度研究了其效率，得出了一个对各种开关电容变换器的无适用的公式。提出了几种能改善效率的开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器新拓扑结构。计算机仿真和实验结果的均与理论分析一致。     

电压箝位ZVS推挽三电平直流变换器

为解决推挽变换器中存在的开关管电压应力高,难以实现软开关,关断时会导致整流二极管产生很高的电压尖峰等问题,提出了一种电压箝位零电压开关推挽三电平变换器.对该变换器采用移相控制可使得超前管依靠滤波电感的能量、滞后管利用谐振电感的能量实现零电压开关,同时加入的箝位电路可使输出整流二极管后的电压尖峰得到消除,改善了输出整流二极管的工作条件.由于加入了谐振电感造成副边有一定的占空比丢失,给出了计算公式.最后分别给出了开关管实现零电压开关的实验波形及变换器效率曲线.     

开关电容DC－DC变换器的效率及其改善

将开关电容网络应用于ＤＣ－ＤＣ变换器，并从能量的角度研究了其效率，得出一个对各种开关电容变换器均适用的公式。提出几种能改善效率的开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器新拓扑结构。计算机仿真和实验结果均与理论分析一致。     

自激式零电压开关GTO驱动用电源

提出了一种自激式零电压ＤＣ－ＤＣ变换器,分析了工作原理及实现全范围软开关的参数设计,该变换器不同于依靠变压器磁化曲线形成状态转换的传统方式,工作频率由外部器件控制,通过设置死区时间实现开关功率器件的零电压开通与关断,利用该变换器研制出ＧＴＯ门极驱动用电源。     

倍流整流式不对称半桥DC/DC变换器软开关分析

分析了倍流整流式不对称半桥变换器的工作原理,并推导得出变换器实现零电压软开关(ZVS)的条件．为了克服漏感过大对变换器带来的不良影响,在分析励磁电流对ZVS作用的基础上,提出了通过减小励磁电感来减小漏感的方法．仿真结果表明,采用该方法的变换器只需很小的漏感就可在全负载范围内实现ZVS,且有效减小了占空比丢失．     

采用变结构控制改善DC-DC变换器的性能

提出将串并电容组合结构开关电容网络与传统Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器相结合,并采用变结构控制方法,令串并电容组合结构的阶数随输入电压而变化,以确保Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器在很宽的输入电压动态范围内普遍具有较高的转换效率,提出令开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器的拓扑结构随着输入电压的变化而改变,从而解决了开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器中输入电压动态范围和转换效率之间的矛盾。实验结果表明,提出的方法是可行的。     

LLC谐振式DC/DC变换器的研究与实现

基于基波分析法(FHA)对LLC谐振变换器进行建模分析,并以此为依据提出一种简化的参数设计方法.该方法根据谐振电路的二端口模型得到归一化工作频率和电压增益的关系,按照规定输入输出的要求确定电压增益后得到谐振工作频率,进而可以得到谐振电路的特性阻抗和谐振腔元件参数.利用Saber软件仿真和硬件实验验证了该方法的有效性,表明所设计的变换器可实现开关管的零电压开通和整流二极管的零电流关断,能够降低开关损耗,提高装置效率.     

移相H桥变换器的一种新型软开关拓扑

针对目前软开关变换器拓扑结构复杂、损耗较大的问题,提出移相H桥变换器的一种新型软开关拓扑,基于原有的逆变变压器和整流、滤波元件,增设一种无源辅助箝位电路,拓扑结构简单易行,无需有源器件和附加控制,通过其换流重叠及续流、箝位作用,实现超前桥臂的零电压通断和滞后桥臂的零电流通断,有效地降低变换器损耗和提高系统效率。对新型软开关拓扑进行原理定性阐述,结合各时段波形进行理论分析,得出有关软开关条件。实验结果证实了本拓扑方案及理论分析方法的有效性。     

一种隔离型双向软开关DC/DC变换器

针对双向DC/DC变换器存在的开关损耗高等问题,提出了一种新型的隔离型双向软开关DC/DC变换器。该变换器由对称的拓扑结构组成。在电感和变压器漏感的作用下,变换器中的开关元件能够在较大的负载范围内实现零电压开关,同时在脉宽调制的控制下,二极管实现了零电流关断。这些措施减小了开关损耗、电压电流应力以及电磁干扰。分析了工作原理和开关过程,研制了一台500 W的试验样机并进行了试验。试验结果证明:在轻载和重载的条件下,所有的开关管都能够零电压导通,同时二极管能够在电流为零(ZCS)的情况下自然关断。     

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.     

非接触电能传输系统双模控制式交直交变换器

针对传统非接触电能传输系统中初级回路主电路的不足,提出了一种可工作于Buck和Boost2种控制模式的新型交直交变换器,该变换器不仅有效地解决了传统非接触电能传输系统中大容量滤波电容和DC/DC调压环节所引起的电流冲击、成本高、控制复杂等问题,而且通过2种模式的切换和其对应的开关管占空比的调节可实现输入电压大范围波动时的谐振电流恒幅控制。分析了该变换器的拓扑结构和工作原理,阐述了变换器在2种模式下的切换控制策略,并给出了仿真验证结果。     

新一代计算机电源开关变换器的建模分析

介绍新一代计算机电源同步整流BUCK变换器工作在连续状态的建模分析,给出一种新的开关变换器的建模分析方法。该方法考虑了变换器在寄生元件,功率开关等效为理想开关与开通电阻的串联,理想开关由受控电流源和受控电压源替代,基于能量守恒原理确定开通电阻等效平均值,为了简化模型,建立了将平均寄生元件转移到电感之路中的映射规则,推导了同步整流BUCK变换器工作在连续状态的大信号平均模型、线性电路模型、DC和小信号电路模型,导出了开环传递函数,并进行了计算机仿真分析,结果令人满意。该建模分析方法的优点是考虑了变换器的寄生元件,其运算量比状态空间平均法小得多,模型直观、物理意义明确,便于进一步分析研究。     

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 .     

应用于直流电网的直流断路器参数选取研究

混合式高压直流断路器所能承受的电流水平不仅反映了整个网络向故障点的馈能情况,同时也是其内部各开关器件承受能力的外在体现。直流电网的稳态潮流分布及故障时的电流变化情况则是高压直流断路器载流支路及主断路器支路参数选取的重要依据。本文以直流电网潮流分布为基础,考虑了直流电网可能存在的多种运行方式,分析了高压直流断路器承受的稳态电流水平,进而为其载流支路参数选取提供参考。同时,在基于半桥子模块结构的换流器故障机理分析的基础上,进一步研究了直流电网线路发生故障时的网络电流、换流器出口电流及换流器桥臂电流的变化情况,为高压直流断路器所需开断故障电流水平提供理论依据,并为高压直流断路器的主断路器支路参数及限流电感参数整定及其与换流站闭锁保护相互配合提供一定的参考。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建的四端环网模型上验证了所提方法的正确性。     

Boost型ZVT-APFC电路的实验研究

零电压转换(ZVT)变换器是一种性能优良的软开关电路，与一般的零电压准谐振电路相比，其功率开关管的谐振电压应力较小。对Boost型的ZVT软开关电路及其改进型电路进行了比较，推导出工作过程的各种状态，并设计了应用UC3855 APFC的控制芯片的ZVT单相整流电源，给出了仿真、实验结果和主要参数的设计。实验表明，该电源具有损耗低、效率高、开关噪音小等优点。     

高升压DC/DC变换器的研究

提出了一种高升压DC/DC(简称HS)变换器,它利用一种特殊的结构来实现升压,这种升压结构是由两个电感、一个电容和两个二极管构成.将这种特殊的升压结构和双开关升压直流变换器相结合,就构成了HS变换器,通过电感电容充放电来实现升压功能.另外,本文还提出了(Repeated HS,Re-HS)和(Generalized HS,G-HS)变换器.分析了HS变换器在CCM模式下的电压增益,并对其电压增益、开关应力以及电流尖波进行了深入研究,并与其他电路进行了比较,对比分析验证了HS变换器具有高电压增益、低电压应力和低电流尖波的特点.通过搭建HS变换器的实际电路,验证了所提拓扑的正确性.     

虚拟不可控整流矩阵变换器研究

矩阵变换器控制策略复杂以及电压传输比较低的问题,结合"虚拟直流母线电压"策略,提出虚拟不可控整流SVPWM的方法,虚拟整流器采用不可控整流方式,根据最大虚拟直流母线电压,从9个双向开关中选择相应的6个开关作为虚拟逆变器的控制开关;虚拟逆变器采用空间矢量调制技术进行调制.其控制算法与交-直-交变换器控制算法的复杂度相当,电压传输比在理论上可达到0.955.仿真和实验结果与理论分析一致,证明了该新型调制策略的可行性和优越性.