零電壓開關(guān)的有源箝位雙管反激變流器

介紹了交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器的優(yōu)點(diǎn),分析了帶lcd無損吸收網(wǎng)絡(luò)的交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器電路拓?fù)涞墓ぷ髟?變換器實(shí)現(xiàn)了開關(guān)的zcs開通,zvs關(guān)斷,最后,在2kw的交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器中得到了驗(yàn)證

有源鉗位不對(duì)稱雙管正激變流器因適用于高電壓寬范圍輸入場(chǎng)合而適合作為電力電子系統(tǒng)集成中小功率dc/dc標(biāo)準(zhǔn)模塊的候選拓?fù)?。為了進(jìn)一步提高該變流器的轉(zhuǎn)換效率并降低成本,以滿足大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)際需要,提出了一種改進(jìn)型的新穎有源鉗位不對(duì)稱雙管正激變流器。和原者相比,改進(jìn)型變流器除了能保持占空比可擴(kuò)展至50%以上及在各種情況下均能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)外,僅采用一只輔助開關(guān)管對(duì)變壓器進(jìn)行復(fù)位,從而提高了轉(zhuǎn)換效率并簡(jiǎn)化了拓?fù)錁?gòu)造。詳細(xì)描述了該新穎變流器的工作原理和參數(shù)設(shè)計(jì),在一臺(tái)輸入范圍為200～400v、輸出54v/5a、適用于通信電源系統(tǒng)、最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)97%的樣機(jī)上驗(yàn)證了該變流器的有效性和實(shí)用性。

零電壓開關(guān)(zero-voltage-switching,zvs)pwm組合式三電平變換器利用變壓器的漏感(或外加諧振電感)和開關(guān)管的結(jié)電容可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的zvs,但在副邊整流二極管存在反向恢復(fù)引起的電壓振蕩和尖峰。為了解決該問題,該文將2種基本箝位網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于該變換器中,提出一族箝位策略;在這些箝位策略中選擇出2種可行的方案,不僅有效地消除在三電平模式和兩電平模式下副邊整流管的電壓尖峰,同時(shí)保留原有變換器的所有優(yōu)點(diǎn)。該文分析了引入箝位網(wǎng)絡(luò)后變換器的工作原理和特點(diǎn),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

本文討論了一種有源鉗位的零電壓軟開關(guān)逆變器，分析了它的工作原理，指出它能夠減小后級(jí)逆變環(huán)節(jié)開關(guān)管的電壓應(yīng)力，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證實(shí)了這一點(diǎn)。

在大功率應(yīng)用場(chǎng)合,igbt或bjt等少子半導(dǎo)體開關(guān)在關(guān)斷時(shí)由于存在電流拖尾效應(yīng),而產(chǎn)生相當(dāng)高的關(guān)斷損耗。為解決此問題,本文用對(duì)偶原理構(gòu)造了一種新型單級(jí)隔離功率因數(shù)校正開關(guān)電源電路,引入了全新的有源箝位零電流開關(guān)技術(shù),使主開關(guān)的電流被箝位在一個(gè)很低的電平上,從而大大降低大功率器件在關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的電流應(yīng)力，此電路具有很大的應(yīng)用前景。

提出了一種新型的全橋移相零電壓零電流變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。新的變換器通過導(dǎo)通副邊輔助電路中的鉗位mosfet,使得濾波電感兩端電壓被鉗位為零,輸出濾波電容的電壓全部作用在原邊漏感上,實(shí)現(xiàn)原邊電流的迅速?gòu)?fù)位,從而創(chuàng)造出良好的滯后臂零電流開關(guān)(zerocurrentswitching,zcs)條件。新拓?fù)湓谟行Я汶妷毫汶娏鏖_關(guān)(zerovoltagezerocurrentswitching,zvzcs)范圍,最大占空比等方面都優(yōu)于其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該文詳細(xì)分析了新拓?fù)涞墓ぷ鬟^程和各項(xiàng)特性,并試制樣機(jī),驗(yàn)證了理論分析的正確性和新拓?fù)涞挠行?。理論分析和?shí)驗(yàn)結(jié)果都證實(shí)了新拓?fù)浞浅＿m合中大功率場(chǎng)合應(yīng)用。

提出了一種新型的有源中點(diǎn)鉗位三電平零電流轉(zhuǎn)換軟開關(guān)變流器拓?fù)?。該軟開關(guān)拓?fù)涿總€(gè)橋臂使用兩個(gè)輔助開關(guān)管和一個(gè)lc諧振支路實(shí)現(xiàn)了所有主開關(guān)的軟閉合和軟分?jǐn)?同時(shí)輔助開關(guān)管沒有開關(guān)損耗,此外開關(guān)過程產(chǎn)生的電壓電流尖峰也大大減少。輔助開關(guān)管只在換流過程工作,其電流額定值遠(yuǎn)小于主開關(guān),而且所有開關(guān)管的電壓應(yīng)力都被鉗位為直流電壓的1/2。該軟開關(guān)變流器特別適合于中壓大功率功率變換應(yīng)用場(chǎng)合,可有效提高系統(tǒng)效率和開關(guān)頻率。對(duì)電路的工作原理和諧振支路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入地分析,并通過一臺(tái)80kw的半橋樣機(jī)對(duì)提出拓?fù)淇尚行院蛢?yōu)點(diǎn)進(jìn)行了驗(yàn)證。

高壓雙管反激變換器的設(shè)計(jì)

提出了一種新穎的移相控制零電壓開關(guān)三電平變換器,分析了該變換器的工作原理,并給出了移相控制電路和驅(qū)動(dòng)電路。最后利用該變換器研制出一最大輸出為120a的弧焊電源,并給出了試驗(yàn)波形和電源的實(shí)測(cè)外特性波形。

提出了一種新的基于隔離變壓器的移相全橋零電壓開關(guān)(zvs)變頻器:這種脈寬調(diào)制式;(pwm)變頻器的所有開關(guān)在很寬的輸入電壓范圍和輸出負(fù)載范圍內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)zvs而負(fù)載周期損耗和環(huán)流最小。采用一個(gè)變壓器和一個(gè)電感來實(shí)現(xiàn)主開關(guān)的zvs,變壓器被用來實(shí)現(xiàn)輸出隔離,而電感則被用于存儲(chǔ)所需的能量;兩個(gè)橋臂之間相位移發(fā)生變化時(shí)變壓器和電感的感應(yīng)電壓以相反的方向變化。此變頻器的性能由一個(gè)試驗(yàn)原型電路得到證實(shí)。

提出了大電流低電壓的大功率開關(guān)電源的設(shè)計(jì)方案,研制了整流濾波電路,分析確定了dc/dc變換模塊作為主電路功率元件,并設(shè)計(jì)了pwm控制電路、軟啟動(dòng)及過壓過流保護(hù)電路。實(shí)驗(yàn)測(cè)試證明輸出穩(wěn)定,可對(duì)礦燈充電架等多種設(shè)備進(jìn)行充電,有著廣泛的應(yīng)用前景。

零電壓開關(guān)pwm復(fù)合式全橋三電平變換器(zvspwmh-fbtl變換器)利用變壓器的漏感和開關(guān)管的結(jié)電容可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的zvs,但是輸出整流管仍然存在反向恢復(fù)帶來的尖峰電壓。為了解決這個(gè)問題,該文提出一種新的zvspwmh-fbtl變換器,它在基本的zvspwmh-fbtl變換器中增加兩個(gè)二極管,能夠有效地消除在3l模式和2l模式下輸出整流管的尖峰電壓,同時(shí)保留基本zvspwmh-fbtl變換器的所有優(yōu)點(diǎn)。該文分析這種新的變換器的工作原理,并在一個(gè)1200w的原理樣機(jī)上進(jìn)行驗(yàn)證,最后給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

文中分析了三態(tài)dpm電流滯環(huán)控制技術(shù)在逆變器中的應(yīng)用?；诟哳l脈沖直流環(huán)節(jié)單向電壓源逆變技術(shù)設(shè)計(jì)了三態(tài)電流滯環(huán)控制零電壓開關(guān)逆變器,克服了依靠諧振電路實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)所帶來的結(jié)構(gòu)復(fù)雜和控制難度大的缺陷,在工程應(yīng)用中效果良好。

采用直接控制驅(qū)動(dòng)同步整流技術(shù),能夠提高轉(zhuǎn)換器的整體效率,不再需要解調(diào)電路,并能在二次側(cè)針對(duì)兩個(gè)同步fet生成柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本文詳細(xì)介紹了全橋轉(zhuǎn)換器的工作情況。

采用電流模式控制是移相控制零電壓開關(guān)pwm變換器(ps-zvs-pwm變換器)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓源控制的模式之一。對(duì)該控制模式進(jìn)行分析研究,并提出克服電流型控制模式主要缺點(diǎn)的方法。

有源鉗位正激變換器的研究

第2章有源箝位正激變化器的工作原理 13 第2章有源箝位正激變換器的工作原理 2.1有源箝位正激變換器拓?fù)涞倪x擇 單端正激變換器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低廉、輸入輸出電氣隔 離、易于多路輸出等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用在中小功率變換場(chǎng)合。但是它有 一個(gè)固有缺點(diǎn)：在主開關(guān)管關(guān)斷期間，必須附加一個(gè)復(fù)位電路，以實(shí)現(xiàn)高頻 變壓器的磁復(fù)位，防止變壓器磁芯飽和[36]。傳統(tǒng)的磁復(fù)位技術(shù)包括采用第 三個(gè)復(fù)位繞組技術(shù)、無損的lcd箝位技術(shù)以及rcd箝位技術(shù)。這三種復(fù)位 技術(shù)雖然都有一定的優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)也存在一些缺陷[37-39]。 (1)第三復(fù)位繞組技術(shù)采用第三個(gè)復(fù)位繞組技術(shù)正激變換器的優(yōu)點(diǎn)是 技術(shù)比較成熟，變壓器能量能夠回饋給電網(wǎng)。 它存在的缺點(diǎn)是：第三復(fù)位繞組使得變壓器的設(shè)計(jì)和制作比較復(fù)雜；變 壓器磁芯不是雙向?qū)ΨQ磁化，因而利用率較低；原邊主開關(guān)管承受的電壓

介紹了一個(gè)輸入電壓較低、采用推挽拓?fù)溟_關(guān)電源的設(shè)計(jì)，給出了主變壓器的設(shè)計(jì)過程和功率開關(guān)mosfet及輸出整流二極管的選擇方法。

介紹了一種有源箝位flyback變換器zvs實(shí)現(xiàn)方法,并對(duì)其軟開關(guān)參數(shù)重新設(shè)計(jì)。該方案不但能實(shí)現(xiàn)主輔開關(guān)管的zvs,限制輸出整流二極管關(guān)斷時(shí)的di/dt,減小整流二極管的開關(guān)損耗,同時(shí)也有效地降低了開關(guān)管的電壓應(yīng)力。

針對(duì)傳統(tǒng)中點(diǎn)箝位型三電平變頻器運(yùn)行過程中存在功率器件損耗分布不均勻問題,介紹了有源箝位型三電平拓?fù)涞墓ぷ髟砗突菊{(diào)制策略,分析了有源箝位型三電平變頻器的損耗特性。有源箝位型三電平拓?fù)涫褂秒p向功率器件取代傳統(tǒng)中點(diǎn)箝位型三電平中的箝位二極管,通過選擇恰當(dāng)?shù)牧汶妷籂顟B(tài)組合,可實(shí)現(xiàn)功率器件損耗均衡的目的。仿真結(jié)果表明,在各種典型工作狀態(tài)下,相比于中點(diǎn)箝位型三電平拓?fù)?有源箝位型拓?fù)淇筛玫仄胶夤β势骷?nèi)外管損耗,提升了變頻器容量。

為減小開關(guān)器件的開關(guān)損耗,提高開關(guān)頻率,減小開關(guān)電源的體積、重量,提高效率,介紹了新型移相控制零電壓開關(guān)pwm變換器(pszvspwm)工作原理,實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)的條件,并給出了由控制芯片uc3875構(gòu)成的實(shí)用高頻開關(guān)電源電路。

根據(jù)輔助變流器的運(yùn)行特點(diǎn),基于電壓閉環(huán)和電壓與頻率平方比恒定的控制策略,應(yīng)用matlab的仿真分析模型,研究了輔助變流器的輸出電壓波動(dòng)以及調(diào)速過程中電流對(duì)負(fù)載沖擊較大的問題。試驗(yàn)表明,所研究的輔助變流器的供電品質(zhì)基本滿足輔助負(fù)載的要求。