一种新型零电压零电流开关移相全桥变换器

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一种新的移相全桥零电压开关PWM变换器

一种新的移相全桥零电压开关PWM变换器

Ke r s h s-hf ul rd ec n etr ic lt gc re two d :p a es itfl b ig o v re ;cr uai u rn ;z r otg wi ig uy c celS n c
i n e t n e o d c n b c iv d by p o i i g e e g o VS a c r i g t h o d l v l wh r a h r s a s ro s n a x e d d la a e a h e e r v d n n r y f r Z c o d n O t e l a e e , e e s t e e i e i u cr u a i g c r e tp o lm n t e cr u t ic ltn u r n r b e i h i i.Th r p s d t p l g h sp p rr d c s t e cr ult g l s fe t ey b c e p o o e o o o y i t i a e e u e h i n c a i o se f c i l y n v
载 范 围 内 实现 所 有 开 关 器件 的零 电压 开 关和 减 少 占空 比 丢 失 , 电路 中存 在 严 重 的 环 流 问 题 。文 中提 出新 的 拓 扑 结 构 通 但 过 增 加 一 个 双 向开 关和 相 应 的驱 动 电路 , 效 地 减 少 了环 流 带来 的损 耗 。 实例 分析 和仿 真验 证 了这 种 拓 扑 的 优 点 。 有
1 概

不仅 减少 了 占空 比丢 失和抑 制 了输 出整 流管上 的 电压
尖 峰和 电压 振荡 , 能 在更 宽 的负 载 范 围 内实 现 所 有 且 开 关管 的 Z 。文献 1 出 了一 种新 的移 相全 桥 变 VS 0提 换 器拓 扑结 构 ( 如图 1 。该 拓 扑结 构解 决 了硬开 关 全 ) 桥 电路输 出整 流 管 上 存 在 电压 尖 峰 和 电压 振 荡 的 问 题, 减少 了 占空 比丢失 , 在全 负载 范 围内实 现所有 开 能 关 器件 的 Z , 能根 据 负 载情 况 自动调 节 南辅 助 电 VS 并

ZVS移相全桥变换器设计

ZVS移相全桥变换器设计

ZVS移相全桥变换器设计ZVS(Zero Voltage Switching)移相全桥变换器是一种高效的电力转换装置,它能够实现能量的高效传输和转换。

在本文中,我们将详细介绍ZVS移相全桥变换器的设计原理、工作原理和关键技术。

1.设计原理(1)ZVS技术:ZVS技术能够将开关管的开关转换时刻与输入电流或输出电压为零的时刻相匹配,从而避免了开关管的开关损耗和开关管产生的电磁干扰。

(2)全桥变换器:全桥变换器采用四个开关管和两个二极管,能够实现输入电压的极性逆变和输出电流的正向流动。

2.工作原理(1)开关管S1和S2导通,开关管S3和S4关闭,输入电源向电感L1充电;(2)当开关管S1和S2关闭,开关管S3和S4导通时,电感L1释放能量供应给负载;(3)根据负载的需求,通过控制开关管S1、S2、S3和S4的导通和关闭,实现输入电压的极性逆变和输出电流的正向流动;(4)根据输入电压的大小、负载的需求和输出电流的波形来控制开关管的开关时刻,实现ZVS操作。

3.关键技术(1)开关管的选择和驱动:选择低导通电阻、低开关损耗的开关管,并使用高效的驱动电路,确保开关管能够在ZVS模式下正常工作。

(2)电感和电容的选择:选择合适的电感和电容数值,以及合适的磁芯材料,提高转换器的功率密度和效率。

(3)控制策略:根据负载的需求和输入电压的变化,采用合适的控制策略,如频率控制、幅度控制、相位控制等,实现最佳的动态响应和效率。

4.实际应用总结:ZVS移相全桥变换器是一种高效的电力转换装置,其设计原理基于ZVS技术和全桥变换器。

通过合适的开关管选择、驱动设计、电感和电容选择以及控制策略的优化,可以实现高效的能量传输和转换。

在实际应用中,ZVS移相全桥变换器能够带来高效、稳定和低干扰的性能优势。

一种新型移相全桥ZVZCS PWM变换器拓扑

一种新型移相全桥ZVZCS PWM变换器拓扑
( h s— hfn o t — — P C 技 术 的 基 础 上 利 P ae S iigC nm1 t S)
漏 感储 能 , 在 轻 载的条 件 下 , 但 电感 能量 不 1L

够大 。 因此 P C F V — WM 变 换器 的滞 后 桥臂 S BZ S P 不 易 满 足 Z S条 件 。所 以有 人 开 发 出 一 种 P C V S F V C — WM 变换 器 。 种 电路 在保 证 超 前桥 BZ Z S P 这 臂开 关管 实现 零 电压开 通 的条件 下 .利用 在 变压 器原 边 串联 一个 饱 和 电感 的 方法 , 现 滞后 臂 实 的零 电流 关断 。其 特点 是滞 后 桥臂 开关 不再 并联 电容 .以避免 开通 时 电容 释放 的能 量加 大开 通损 耗 。 是 。 部加 大 电感会储 存额 外 的能量从 而 产 但 外 生大 循环 电流 而加大损 耗 。
p e e t d rsne .
Ke wo d : h s - h f  ̄l b d e c n e t r V CS e ce c y r s p a e si t l r g o v re;Z Z ; f i n y -i i
中图分 类号 :M4 T 6
文献标 识码 : A
文章编 号 :2 9 2 1 (0 6 0 — 0 5 0 0 1 — 7 3 2 0 ) 7 0 1— 6
本 文 中 提 出 了 一 种 新 型 Z Z S移 相 全 桥 VC
用 功 率 MO S管 的输 出 电容 和变 压 器 的漏 感 作 为 谐 振元 件 。使 全桥 变换 器 的 4个开 关管 依 次在 零
电压 下导 通 。 实现 恒频 软开 关 , 为全 桥零 电压 开 称

一种新型移相控制FB-ZVZCS-PWM变换器

一种新型移相控制FB-ZVZCS-PWM变换器
向 为 自动 化 技 术 在 电 力 系统 中的 应 用 。
制, 其工作波形如 图 2所示。 为便于分析 , 设 : 假 所 有 元 件 均 为 理想 型 ; 出 滤波 电感 。 输 的值 足 够 大 ,
8 5
第4 5卷 第 9期 2 1年 9 月 01
电 力 电 子 技 术
在 此 提 出一 种 新 型移 相 控 制 F .V C .WM BZ Z SP 变 换 器 。 图 1所 示 。 如 该变 换 器 仅 引入 一 个 小 电容 和 一 个 二 极 管 就 能很 好 地 实 现 初 级 电流 复 位 。 同 时 .整 流 管 电压 应 力 不 会 因 为 引 入 辅 助 电路 而 增 加 。 制 简 单 , 很好 地 适 应 中 大 功率 场 合 。 控 能
无 源 无 损 网络 来 实现 滞 后 臂 的 Z S条 件 。使 系统 C 达 到 较 高 效 率 .但 变 换 器 的 最 大 占空 比和 负载 范 围减 小 。文 献 [— 】 用 在 变压 器 次级 加 入 耦 合 电 5 6利 感 实 现 滞 后 臂 Z S条 件 .但 该方 法 使 得 与 电感 串 C 联 的二 极 管 上 的 电压 应 力 增 大 。文 献 【】 变 压 器 7在 次 级 采 用 有 源 箝 位 的 方 法 实 现 滞 后 臂 的 Z S工 C
第4 5卷 第 9期 2 1年 9月 01
电 力 电子 技 术
P we l cr n c o rE e t is o
Vo. 5,N . 1 4 o9
S pe e 0 e t mb r2 1 1

种新型移相控制 F —V C -WM 变换器 B Z Z SP
肖 明
( 长沙 电力职 业技 术学 院 , 电力 系 ,湖南 长沙 403 ) 1 1 1

辅助电流有源调整的新型ZVS全桥变换器

辅助电流有源调整的新型ZVS全桥变换器

辅助电流有源调整的新型ZVS全桥变换器陈仲;刘沙沙;汪洋;史良辰【摘要】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.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2014(029)004【总页数】9页(P1-9)【关键词】零电压开关;全桥变换器;自调整【作者】陈仲;刘沙沙;汪洋;史良辰【作者单位】南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TM461 引言全桥PWM 变换器拓扑结构在中大功率变换场合一直是国际和国内学者们的研究热点[1-7]。

为了提高效率,实现节能减排,近年来研究学者们又提出了多种新型的软开关拓扑方案。

其中零电压开关(Zero-Voltage-Switching,ZVS)PWM移相全桥变换器通过利用变压器漏感和功率开关管寄生电容的谐振达到实现开关管ZVS 的目的。

但由于漏感往往较小,滞后臂在较轻负载条件下的ZVS 实现较为困难,这就使得传统的移相全桥变换器在轻载时效率较低,电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)等问题也会随之而来。

为获得滞后臂宽范围的ZVS,在变压器一次侧可串入大的谐振电感,但这会引起严重的二次侧占空比损失及一次侧环流损耗。

移相ZVS-PWM全桥变换器综述

移相ZVS-PWM全桥变换器综述

移相ZVS-PWM全桥变换器概述摘要:移相ZVS-PWM DC/DC全桥变换器巧妙利用变压器漏感和开关管的结电容来完成谐振过程,使开关管实现零电压开关(ZVS),从而减少了开关损耗。

重点简述了该类变换器的基本原理,介绍了几种常见的拓扑,并简要地分析了它们的优缺点,最后指出了其发展方向。

关键词:移相全桥变换器零电压开关(ZVS)Overview of Phase Shift ZVS-PWM Full Bridge ConverterAbstract:Phase shift PWM DC/DC full bridge converter completing resonance procedure through leakage inductance of the transformer and junction capacitor of switch. It can make the switch achieve ZVS, decreasing the switching loss and interference .This paper describes the basi c principle of the converter, introduce several common topology, some common topologies as well as their advantages and drawbacks are discussed and analyzed. Finally it points out the development direction of the Converter.Key words:phrase shift,full bridge converter,ZVS引言全桥变换器广泛应用于中大功率的直流变换场合,近些年来,其软开关技术吸引了国内外学者的广泛关注,出现了很多控制策略和电路拓扑,其中移相控制是目前研究较多的控制方式,而以移相全桥零电压开关变换器(FB-ZVS-PWM)应用更为广泛。

电流模式控制移相全桥零电压软开关(ZVS)DC-DC功率变换器

电流模式控制移相全桥零电压软开关(ZVS)DC-DC功率变换器

引言随着计算机与通信技术的飞速发展,作为配套设备的开关电源也获得了长足进步,并随着新器件、新理论、新电磁材料和变换技术以及各种辅助设计分析软件的不断问世,开关电源的性能不断提高。

本文介绍一种新型的高频DC/DC开关变换器,并成功地应用在军用充电机上。

DC/DC变换器主电路改进型移相全桥ZVS DC/DC变换器主电路结构和各点波形对照如图1、图2所示。

由于电路工作状态在一个周期内可以分为两个完全一样的过程,所以以下仅仅分析半个周期的情况,而这半个周期又可分为以下三种开关模态。

● 开关模态1,t0<t<t1,其中t1=DT s/2此时Q1和Q4同时导通,变压器副边电感L1和整流管D S2导通,原边能量向负载端传递。

此模态的等效电路见图3。

其中,a为变压器变比,V in是直流母线电压,I1和I2分别是电感L1和L2电流(L1=L2=LS),此时有等式(1)成立。

(1)(2)I p(t)=aI1(t)(3)当Q4关断时该模态过程结束。

● 开关模态2,t1<t<t2,其中t2≤T s/2在t1时刻关断Q4,此时副边电感L1中储存的能量给Q4电容(或并联电容)充电,同时将Q3两端电容电荷放掉。

为了实现软开关,Q4关断和Q3开通之间至少要存在一死区时间Δt1,使得在Q3开通前D3首先导通,且有下式成立。

I p1Δt1=2C eff V in(4)其中C eff是开关管漏源两端等效电容,I P1为t1时刻变压器原边流过电流。

当D3导通后,变压器副边两个二极管D S1和D S2同时导通,电路工作在续流状态。

此时等效电路如图4所示。

此时有如下电路方程成立。

(5)(6)(7)(8)r t=r mosfet+r xfmr (9)其中D为脉冲占空比,f S为电路工作频率,L’ik为主边变压器漏感(或与外接电感的串联值),rt是变压器原边等效电阻,τ是原边等效电流衰减时间常数,Vfp是反并联二极管导通压降。

移相全桥零电压开DCACACD变换器

移相全桥零电压开DCACACD变换器

OrihH^ ^'ll L匕-0
第5阶段:^~>t7 O t6时印=0
iti lUklUA 波
丁2、•B都是通态,从t6开始,电源V。经丁3、Nl
建立负 '卜波电流,[1到问耐达、到丁负2我对应的= ^0 = f = h*
[)5、D6同时导电期间Vo=0。
2.9.2 —个周期的开关过程(续7)
(1)
2.10.1工作原理(续7)
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2.10.1 X作原理(流环节汴联萌振逆变器代转换ZVT辟振变换器)
•正常供电时,1;通态,T,、T2、T3通态,C充好电,Ta, Tb断态。 •令Ta ,Tb开通,有L,软开通,itf ,再关断Tfl (有C,软关断),C经Ta、 匕
对!^放电至Ve=VPN^0,这时再改变逆变桥的开关状态,可实现零电压下 T1-T6开关状态的改变
tk
/.>VD/Zf (9-32)
2
rrti In f|2 iu <14 <n f>*
72
2A3开关器件零电压开通条件(续2)
M I. t(/>tQi=tfi超前桥臂;电压开通。 2,G > = — arcsin—^— 向吋 / 04>> 0 咚 Zr心
/.>V^/Zr (9-32) 滞耵桥行苓电报开通。

一种新的移相全桥零电压开关PWM变换器

一种新的移相全桥零电压开关PWM变换器

一种新的移相全桥零电压开关PWM变换器
杨幼松;申群太
【期刊名称】《通信电源技术》
【年(卷),期】2010(027)001
【摘要】对于移相全桥零电压开关PWM变换器,在全负载范围内实现所有开关器件零电压开关和减少占空比丢失之间是矛盾的.如果在电路中增加一个辅助电路,根据负载情况在续流期间为滞后桥臂的零电压开关提供能量,能在全负载范围内实现所有开关器件的零电压开关和减少占空比丢失,但电路中存在严重的环流问题.文中提出新的拓扑结构通过增加一个双向开关和相应的驱动电路,有效地减少了环流带来的损耗.实例分析和仿真验证了这种拓扑的优点.
【总页数】4页(P1-3,14)
【作者】杨幼松;申群太
【作者单位】中南大学信息科学与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学信息科学与工程学院,湖南,长沙,410083
【正文语种】中文
【中图分类】TN86;TM46
【相关文献】
1.一种带辅助支路的移相全桥零电压PWM变换器 [J], 张恩利;夏峥;侯振义;余侃民
2.一种辅助电流可控的移相全桥零电压开关PWM变换器 [J], 张欣;陈武;阮新波
3.带饱和电感的移相全桥零电压开关PWM变换器 [J], 李剑;康勇;孟宇;陈坚
4.一种宽范围零电压开关移相全桥变换器的研究 [J], 陈桂涛;郭辉;孙强
5.新型移相全桥零电压开关PWM变换器 [J], 刘松斌;费跃;段志伟
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全 桥 变 换 器 拓 扑 是 目前 D / 变 换 器 中最 常 CDC
滞 后桥 臂轻 负 载时 的零 电压开 通 和重负 载 时的零 电流开 通 . 电感 和 电解 电容 C 、 2 。 C 是辅 助 电路 的主要 组成 部 分 .
用 的电路 拓扑 之一 , 是 应用 最广 泛 的全桥 移 相 也 变换器 . J目前采用的有限双极性控制方式的Z Z S V C
2 稳 态分析
图2 为新 型 Z Z S 相 全桥 变换 器 的工作 波 V C 移 形 .为 了分析 稳定 状态 时 变换 器 的工作 过程 ,假 设 : 所 有 开关管 , ① 二极 管均 为无 损 耗理 想器 件 ; ② 所 有 电感 、电 容 和 变 压 器 均 为 无 损 耗 理 想 元 件 ;③ C =G: :G, =C , 8= =C ;④ 2 = s C a 个变 压器 的转换 比、 磁 电感和 漏感 相 同 , : 励 即

要 : 了解 决传 统 零 电压 零 电流 开 关 (V C ) WM D / 为 Z Z SP CDC变换 器 滞后 桥 臂 零 压 范 围较 小 、 流 损 耗 环
大 的 问题 , 用 串联 双 变压 器 、 后 桥 臂 带辅 助 网络 和 倍 压 整 流 电路 , 出 了一 种新 型零 电压 零 电 流移 相 全 桥 采 滞 提 变换 器. 先 分析 了变换 器在 稳 态下 的各 种 工 作 状 态 , 出 了相 关计 算 公 式 , 制作 了一 台 实验 样 机 进 行 原 理 首 给 并 验证. 实验 结 果 表 明 : 变换 器 能 够在 较 宽 的 负载 范 围 内 实现 滞后 桥 臂 的 零 电压 开通 , 载 下 实现 零 电流 开通 , 该 重
从 而极 大地 降 低 高频 电路 初 级 开 关 损 耗 和 次 级 电磁 干 扰 .
关键 词 : 电压零 电 流 开 关 ; 桥 移 相 : 助 网络 ; 桥 变换 器 零 全 辅 全 中 图分 类 号 :M4 T 6 文 献标 志码 : A D I1. 6 /.s. 7 —6 1 00 6 1 O : 0 9 9js 1 389 . 1. . 0 3 in 6 2 00
第2 卷 第 6 4 期 2 1 年 1f 00 2]
文 童编 号 : 6 38 9 (0 00 4 50 1 7 —6 1 1)60 2 —4 2
空 军 雷 达 学 院 学 报 Junlf r —c R d— ae orao AiF re aaAcdm o r
V O12 o. .4 N 6 D e . 01 c2 0

种 新 型 零 电压 零 电流 开 关 移相 全桥 变换 器
王 光 ,余 明友 ,朱忠尼 。 建伟 ,金
4 0 1; 2 空军雷达学院科研部 , 3 0 9 . 武汉 4 0 1 ; 3 空军雷达学院五系, 汉 4 0 1 3 0 9 . 武 30 9)
(. 1空军雷达学院研究生管理大 队, 武汉
光 (9 4 )男 , 士 生 , 要 从 事 电 力 电 子 与 电 力 传 动 研 究 18 , 硕 主
46 2
V 1 I :

2 1丘 00
电路实 现 简单 , 由于采用 超 前桥 臂反 向雪 崩 击 但 穿来 消耗 变压 器漏感 储能 , 开关管 的功 耗增加 , 发
热 严重 .原边 使用 饱 和 电感 的 Z Z S电路 具 有 J V C 软 开关负 载范 围宽 、 占空 比损 失小 的优点 . 实现 但 困难 , 占空 比丢 失严 重 . j采用 有源 箝位 的Z Z S V C 电路很 好地 解决 了原边使 用 饱和 电感 的Z Z S V C 电 路 中 的问题 .但 增加 了一 个 工作 在 硬开关 下 的功 率管, 损耗 变 大 ;而会 产生 电压 尖 峰 _ 使 用 无源 4 . 无损 网络 副边箝 位 Z Z S电路 简 单 、容易 实现 , V C 但会 出现较大 的尖峰 _ 本 文提 出一种新 的带 辅助 5 J . 网络 的结 构 ,在不 影 响超 前桥 臂 的零 电压 开通 状
同时 电路 结构 简洁等 . 后通 过实 验 , 最 验证 了理论
分 析 的正确 性.
1 新型 Z C VZ S移相 全桥变换器 电路 拓扑
采 用 辅 助 网 络 的新 型 Z Z S 相 全 桥 变 换 器 V C 移


L L : Lk是 2 变 压 器 的 总 漏 感 . = =L , 。 g 个
的电路如 图 1 所示 . 该变 换器 主要 由辅 助 网络 、 高 频变 换器 、 个 串联 的功率 变压 器 、 出电压 倍 2 J输 增器 4 部分 组成 . 个 辅助 电路 的主要 作 用是在 较 宽 的范 围内实 现
收 稿 日期 : 0 0 0 - 6 2 1 - 62
作者 简介 : 王
图 1 新 型 Z Z S移 相 全 桥 变 换 器 电 路 拓 扑 VC
态, 又能在较宽 的负载范 围内实现滞后桥臂 的Z S V.
在重 载时 实现 滞后 桥臂 的 Z S C ,由于 这些 辅 助 电 路 与 主功 率 回路 是 并联 的 ,因此辅 助 电路 电感 和
电容 的 电流 、 电压 应 力 均 与 负 载 无 关 , 均 较 小 , 且
在 一个 开关 周 期 中 , 变 换器 有 1 个 开关 该 0 模态 , 前半 周期 和后 半周期 电路 的工 作过程 相 同 , 本 文 只分 析变 换器 的前半 个工 作周 期 . 1 模 态 0 t时 刻 等效 电路 如 图 3 a 所示 , ) .o () v 和V, 同时 导通 , v 且 和 V 截 止 . 臂对 角线 上 两
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