5kW全桥软开关DCDC电源
dcdc电源模块原理
dcdc电源模块原理DC-DC电源模块原理概述DC-DC电源模块是指一种将直流电信号转换成另一种直流电信号的电子装置。
它的主要作用是在保持输出电压稳定的通过控制开关管的通断状态，将输入电压转换为输出电压。
这些转换过程可以是升压、降压或反相等几种情况。
在电源应用领域中，DC-DC电源模块已经成为各种设备中重要的组成部分。
它具有体积小、效率高、可靠性高、稳定性好等优点，成为现代工业中最常用的电源之一。
本文将深入探讨DC-DC电源模块的工作原理，介绍DC-DC电源模块的种类和应用等内容。
DC-DC电源模块的工作原理DC-DC电源模块的工作原理包括两个基本步骤：电能的储存和转换。
电能的储存DC-DC电源模块的电源输入端通常接收到的都是直流电压。
这种电压只能将其储存在电容中。
在电容中储存能量的过程被称为电能的储存。
电容的特点是初始电流为0，存储的电荷量和电压成正比。
通过一定的电路设计，可以实现输入电压储存在电容中。
电能的转换在电容中储存能量后，电路通过一定的电路设计，可以将其转换成不同的直流电压信号。
这个过程通常称为DC-DC转换。
拓扑结构在DC-DC转换电路设计的过程中，需要考虑电路的拓扑结构。
目前常用的拓扑结构有Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、Sepic、Flyback等。
不同的拓扑结构具有不同的适用范围和特点。
1、BuckBuck拓扑结构也称降压转换器。
它的主要作用是将高电压转化为低电压输出。
它的核心元件是一个MOSFET开关管和一个电感。
当MOSFET开关管开启时，电感会储存电能，此时电容充电，电路也处于开路状态。
当MOSFET开关管关闭时，电感会向后馈电，在电容的支持下将储存的能量输出至负载端，此时电路成为闭路状态。
Buck转换器的优点是效率高、负载能力强；缺点则是输出电流无法超过输入电流，所以它适用于降压的场合。
2、BoostBooster拓扑结构是一种升压转换器。
它的主要作用是将低电压转化为高电压输出。
脉宽调制DCDC全桥变换器的软开关技术
在这一章节，本书总结了全桥变换器软开关技术的实验研究结果，并提出了未来研究的方向和建 议。本书强调了软开关技术在全桥变换器中的重要性和应用前景。
在DCDC全桥变换器中，利用脉宽调制技术实现软开关的过程如下：通过反馈电路检测输出电压或 电流，并将其与给定值进行比较；然后，通过控制器计算出占空比，并生成相应的脉宽调制信号； 将脉宽调制信号输入到驱动器中，控制开关的导通和关断时间，从而实现软开关。
为了验证所提出的方法的有效性和优越性，我们进行了一系列实验。实验结果表明，利用脉宽调 制技术实现的DCDC全桥变换器的软开关可以显著降低开关的硬切换带来的功耗和噪声，同时提高 变换器的响应速度和调节精度。该方法还可以实现更高的效率
阅读感受
在电力电子技术快速发展的今天，DCDC变换器作为其重要组成部分，广泛应用于各种领域。而脉 宽调制DCDC全桥变换器及其软开关技术，更是电力电子技术的核心与热点。《脉宽调制DCDC全 桥变换器的软开关技术》这本书，深入浅出地介绍了脉宽调制DCDC全桥变换器的基本原理、设计 方法及应用实例，对于电力电子领域的学习者与实践者，都具有很高的参考价值。
在阅读这本书的过程中，我深感其理论与实例的结合紧密，让我对脉宽调制DCDC全桥变换器的软 开关技术有了更深入的理解。同时，也让我重新审视了电力电子技术在当代社会中的重要地位。 作为一名电子工程专业的学生，我深感自己在这个领域还有许多需要学习和探索的地方。这本书 无疑为我提供了宝贵的学习资源和研究方向。
软开关双向DCDC变换器的研究
软开关双向DCDC变换器的研究一、本文概述随着电力电子技术的快速发展，DC/DC变换器在各种电源管理系统中扮演着越来越重要的角色。
特别是在电动车、可再生能源系统、数据中心以及航空航天等领域，DC/DC变换器的性能优化和效率提升成为了研究的热点。
传统的DC/DC变换器在开关切换过程中存在较大的开关损耗和电磁干扰，影响了其整体效率和稳定性。
因此，研究和开发新型的DC/DC变换器技术，特别是具有软开关特性的双向DC/DC变换器，对于提高电源系统的效率和可靠性具有重要的理论价值和实际应用意义。
本文旨在深入研究软开关双向DC/DC变换器的基本原理、拓扑结构、控制策略及其在实际应用中的性能表现。
文章首先介绍了DC/DC变换器的基本概念和分类，分析了传统DC/DC变换器存在的问题和挑战。
然后，重点阐述了软开关技术的原理及其在双向DC/DC变换器中的应用，包括软开关的实现方式、拓扑结构的选择以及相应的控制策略。
本文还将对软开关双向DC/DC变换器的性能评估方法进行探讨，包括效率、稳定性、动态响应等指标的分析和比较。
本文将通过仿真和实验验证，对所研究的软开关双向DC/DC变换器的性能进行验证和评估。
通过对比分析不同拓扑结构和控制策略下的实验结果，为软开关双向DC/DC变换器的优化设计和实际应用提供有益的参考和指导。
本文的研究成果将为电力电子技术的发展和电源系统的性能提升提供新的思路和解决方案。
二、软开关双向DCDC变换器的基本原理软开关双向DC-DC变换器是一种新型的电力转换装置，它结合了软开关技术和双向DC-DC变换器的优点，旨在提高转换效率、减小开关损耗和降低电磁干扰。
其基本原理主要涉及到软开关技术的运用以及双向DC-DC变换器的工作模式。
软开关技术通过在开关管电压或电流波形上引入零电压或零电流区间，实现了开关管的零电压开通（ZVT）或零电流关断（ZCS），从而极大地减小了开关损耗。
在软开关双向DC-DC变换器中，通过采用谐振电路、辅助开关或变压器等元件，实现了开关管的软开通和软关断，从而提高了变换器的效率。
一文读懂开关电源(DC-DC)的原理介绍
一文读懂开关电源（DC/DC）的原理介绍DC/DC电源指的是直流转直流的电路，有升压降压两种电路，按理来说，LDO也是DCDC电源，但行业内只认为以开关形式实现的电源为DC/DC电源。
一、DC/DC基本拓扑一个功率变换器，当输入、负载和控制均为固定值时的工作状态，在开关电源中，被称为稳态。
稳态下，功率变换器中的电感满足电感电压伏秒平衡定律：对于已工作在稳态的DC/DC功率变换器，有源开关导通时加在功率电感上的正向伏秒一定等于有源开关截至时加在该电感上的反向伏秒。
1、BUCK降压型当PWM驱动高电平使得NMOS管S1导通，忽略MOS管的导通压降，电感电流呈线性上升，此时电感正向伏秒为：VxTon=（Vin-V o）xTon当PWM驱动低电平使得NMOS管S1截至时，电感电流不能突变，经过续流二极管形成回路（忽略二极管压降），给输出负载供电，此时电感电流下降，此时电感反向伏秒为：VxToff=V ox（Ts-Ton）根据电感电压伏秒平衡定律可得：（Vin-V o）xTon=V ox（Ts-Ton）即V o=DxVin （D为占空比）2、BOOST升压型和BUCK电路类似的分析方法，当MOS管导通时，电感的正向伏秒为：VinxTon；当MOS管截至时，电感的反向伏秒为：（V o- Vin）x（Ts-Ton）根据电感电压伏秒平衡定律可得：VinxTon=（V o- Vin）x（Ts-Ton）即V o=Vin/（1-D）3、同步整流技术由于二极管导通时至少存在0.3V的压降，因此续流二极管D 所消耗的功率将会称为DC/DC电源主要功耗，从而严重限制了效率的提高。
为解决该问题，以导通电阻极小的MOS管取代续流二极管。
然后通过控制器同时控制开关管和同步整流管，要保证两个MOS管不能同时导通，负责将会发生短路。
二、DC/DC电源调制方式DC/DC电源属于斩波类型，即按照一定的调制方式，不断地导通和关断高速开关，通过控制开关通断的占空比，可以实现直流电源电平的转换。
DCDC 电源模块使用说明
DC/DC电源模块使用说明一般注意事项v 输入电压范围产品手册上所标“电压输入范围”是指保证电源模块各项性能指标下的正常工作电压范围。
如果输入电压超出此范围可能会造成电源模块性能不稳定或者损坏，应避免出现此类情况！v 输出功率与散热条件电源模块的输出功率是指在满足产品使用条件的情况下产品可长期工作的最大输出功率。
对于DC/DC电源变换器来说，最高工作温度是指产品外壳(基板)的温度上限，即在任何情况下都要保证产品外壳(基板)温度不超过额定最高工作温度。
电源产品为功率产品，工作时自身会发热，DC/DC变换器做为电源集成化的产品自身发热更加明显，为保证产品可靠使用，一定要对DC/DC变换器采取一定的散热措施。
注：产品的环境温度测试：自然流动空气环境下，距DC/DC变换器散热器面（或底面）3cm距离内的空气温度为产品的环境温度。
v 性能指标电源模块的各项性能指标是在满足一定的环境条件下测量的，建议用户对照产品手册和自身使用条件确定。
v 安装和焊接对于多数电源模块而言，其封装结构呈对称性，因此安装前应仔细确认方向和对位脚，以免带来不必要的损失！安装电源模块时，首先固定电源模块,再对引脚进行焊接。
避免直接对电源模块的引脚施加过大的插拔力，造成引脚松动和脱落。
对于没有安装孔的电源模块，应另行采用适当的外固定方式（如对安装在板级的模块周围与板间点胶粘连）对产品进行固定。
电源模块的引脚不能作为直接固定受力点！引脚焊接温度不应超过300℃，连续焊接时间不应超过3S。
应用DC/DC变换器是将电源的主要功能集成在一起的直流变直流产品，由于其本身为功率变换部分的集成，所以不附带有高效滤波电路和其它特性电路，故不能将DC/DC变换器直接当做电源来应用，一般DC/DC电源变换器在应用时需要注意以下几点。
v 尽量保证产品输入端的电压稳定，如不能保证则需要在输入端增加滤波电路如滤波器等。
v 如果对输出纹波要求较高需在输出端增加滤波电路如滤波器等。
双向DCDC变换器的研究
双向DCDC变换器的研究随着电子技术的飞速发展，电源管理技术已成为制约电子产品性能和功能的关键因素。
其中，DCDC变换器作为电源管理的重要组成部分，已经引起广泛。
本文将重点探讨双向DCDC变换器，以更好地满足电子设备的能量转换需求。
双向DCDC变换器是一种可以同时进行电能双向传输的电路模块，它可以在不同的输入和输出电压之间实现能量的双向流动。
这种变换器在通信、计算机、工业控制等领域应用广泛，具有重要的实际意义。
双向DCDC变换器可以根据不同的分类方法进行划分。
根据有无变压器可以分为有变压器和无变压器两种类型。
其中，有变压器类型的变换器可以通过改变变压器匝数比实现电压的升降，具有较高的电压调节精度；而无变压器类型的变换器则通过电子开关进行能量的双向传输，具有较小的体积和重量优势。
根据控制方式的不同，双向DCDC变换器还可以分为电流控制和电压控制两种类型。
电流控制型变换器通过控制电流来调节输出电压，具有较快的动态响应速度；而电压控制型变换器则通过控制输出电压来间接调节电流，具有较小的体积和成本优势。
双向DCDC变换器在不同领域具有广泛的应用。
在通信领域，双向DCDC 变换器可以用于基站电源、光端机等设备的能量供给；在计算机领域，双向DCDC变换器可以实现电源的模块化和高效化，提高系统的可靠性和稳定性；在工业控制领域，双向DCDC变换器可以实现分布式能源管理，提高能源利用效率。
双向DCDC变换器作为一种重要的电源管理技术，具有广泛的应用前景。
本文对双向DCDC变换器的深入研究，旨在为电子设备的能量转换需求提供更好的解决方案，并为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
随着环境保护和能源效率问题日益受到重视，电动汽车的发展逐渐成为汽车工业的必然趋势。
在电动汽车中，双向DCDC变换器作为一种重要的电力电子设备，可以有效提高能量的利用率和系统的效率。
本文将对电动汽车双向DCDC变换器的研究进行深入探讨。
在国内外学者的研究中，双向DCDC变换器已取得了许多成果。
PWMDCDC全桥变换器的软开关技术
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器的 工作原理
移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器的 工作原理
移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器的 工作原理
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i
a）软开关的开通过程
b）软开关的关断过程
图6－2 软开关的开关过程
DC/DC全桥变换器
DC/DC全桥变换器由全桥逆变器和输出整流滤波 电路构成:
DC/DC全桥变换器--全桥逆变器及其控制
Q1~Q4，D1~D4 Tr K=N1/N2
控制方式: 双极性 有限双极性 移相控制方式
关断时间错开切换放式—滞后桥臂的软开关实现
PWM DC/DC全桥变换器软开关的实现原则
PWM DC/DC全桥变换器的两类软开关方式
小结
ZVS PWM DC/DC全桥变换器
• 前面讨论了滞后桥臂的零电压关断,即电容的存在可以实现零电 压关断,现在关心的是开关管开通的情况. • 下面先讨断切换方式
Q1,Q4关断,原边电流给C 1和C4充电,同时C2和C3 放电,限制Q1,Q4的电压 上升率,实现软关断。 当C1和C4电压上升到Vin 时,C2和C3电压下降到零 .此时D2,D3导通,为Q2， Q3提供零电压开通的条 件。 但是此时如果开通Q2和Q 3，在AB两点 出现的就 是占空比为1的交流方波 电压
PWM DC/DC全桥变换器的控制策略族
PWM DC/DC全桥变换器的控制策略族
5kW小型逆变电源主体结构设计
5kW小型逆变电源主体结构设计摘要：现在人们的生活已经离不开电能源，电能对广大群众的出行已经紧密联系。
很多城市和农村用电基本上都是直接从国家电网直接获得，电网局将电直接接入家家户户，但是，还有很多场合不能直接使用电网局的电，不能将电能直接用线连接到用电地点，比如环境恶劣的山区，航海等，对于这些需要用电，但是没有能接入的电网，就要用到电源设备，通过电源将电蓄积起来，等到需要用电的时候再将电能释放出来，尤其现在太阳能发电设备，在国家很多地方越来越普及，使用的用户也越来越多，这样就很容易的解决了条件艰苦的地区和电网无法普及的地方的用电问题。
关键词：5kW小型逆变电源；电源；主体结构设计引言：国家近年来提出要用科技来让国家变得强大，要加大科技的投资力度，现在很多企业也在紧跟时代的发展，企业也在转型，大力发展科技，提高自身的技术能力，但是，很多高科技的技术所需要的研发器材，以及需要使用的设备很多的电源需求并不是普通家用电器所需要的，更不是国家电网所能提供的，这就需要企业自己使用逆变电源，将普通供电频率，以及普通供电电压等等参数，企业使用逆变电源调节相关参数，将电源的输出参数调节到用电设备所需要的频率段，这样就解决了自己的用电问题，同时还保证了用电设备的安全稳定工作。
一、逆变电源主体结构设计逆变电源的变化频率段有低频率和高频率之分，低频逆变电源，发生逆变的变换表达方式是，DC→AC的逆变，也就是将直流电源，通过设计的逆变电路，经过变压器，以及滤波器等一些列缺一不可得设备，经过逆向变压，最终让输出的电压频率，和工作频率互等[1]。
这样经过逆变电源，提供的电压就能达到所需要的额定值。
想利用低频逆变电源提供逆变效果，可以采用全桥式，工频逆变器，经过合理设计，最终达到预期的效果。
全桥式电路，是由两个两对的功率管组成的，功率管相互连接，组成通路来实现，并且每一对功率管各自导通180度，如果使用双极性，SPWM来驱动，两对桥臂各自导通180度，各自单独驱动每组，信号的脉冲波变化规律是正弦函数规律变化的，也就是SPWM波。
DCDC原理及指标介绍
DC-DC原理及指标介绍1、开关电源：是一种高频化电能转换装置，其主要利用电子开关器件(如晶体管、MOS管、可控晶闸管等)，通过控制电路，使电子开关器件周期性地"接通"和"关断"，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现电压变换以及输出电压可调和自动稳压的功能。
开关电源的优势：①功耗低，效率高。
②体积小，重量轻。
③稳压范围宽。
开关电源的损耗来源：①开关管损耗。
②电感电容损耗。
③二级管损耗。
开关电源的损耗分析：开关电源的效率可以达到90%以上，如果精心优化与设计，甚至可以达到95%以上，这在以电池作为电力来源的场合非常重要，例如手机、小型无人机等。
因此开关电源设计的优劣程度将直接影响设备的续航能力。
(1)开关管损耗：这是开关电源的主要损耗，主要包括开关损耗、导通损耗。
因此应该尽量选择导通电阻比较小的开关管作为开关电源的核心元器件。
(2)电感电容损耗：电感损耗主要包括直流电阻损耗，电容损耗主要包括漏电流损耗。
因此应该尽量选择直流电阻较小的电感和漏电流较小的电容元器件。
(3)二极管损耗：主要包括导通损耗和开关损耗。
因此应该尽量选择导通压降较小，反向恢复时间较短的二极管，例如肖特基二极管或快恢复二极管等。
2、开关电源的分类：按照调制方式的不同可分为脉宽调制(PWM)和脉频调制(PFM)两种，目前脉宽调制(PWM)在开关电源中占据主导地位。
按照管子的连接方式可分为串联式开关电源、并联式开关电源和变压器式开关电源三大类。
按照输出电压的不同可分为降压式开关电源和升压式开关电源两种。
按照输入输出类型可分为：AC-AC、DC-AC、AC-DC、DC-DC四种，这里以DC-DC为主进行介绍。
按照是否有电气隔离可分为隔离型开关电源和非隔离型开关电源两种。
3、开关电源的三种基本拓扑结构(以非隔离型为主)：DC/DC变换器一般都包括两种基本工作模式：电感电流连续模式(CCM)、电感电流断续模式(DCM)。
《DCDC变换器》课件
提高电源系统的稳定性和 可靠性
降低电源系统的成本和维 护费用
提高电源系统的效率和性 能
提高电源系统的灵活性和 适应性
卫星电源系统：为 卫星提供稳定的电 源
航天器电源系统： 为航天器提供稳定 的电源
航空电子设备：为 航空电子设备提供 稳定的电源
导弹武器系统：为 导弹武器系统提供 稳定的电源
用于控制系统的电源供应 电机驱动和控制 传感器信号处理 工厂自动化设备的能源管理
数字化控制技术在DCDC变 换器中的应用
数字化控制技术的发展趋 势和挑战
软开关技术的概念：通过控制开关的导通和关断时间，实现开关的软切换，降低开关损耗。 软开关技术的分类：包括零电压开关（ZVS）、零电流开关（ZCS）和零电压零电流开关 （ZVZCS）。
软开关技术的应用：在DCDC变换器中，软开关技术可以提高变换器的效率和稳定性。
DCDC变换器广泛应用于各种 电子设备和电源系统中
它具有效率高、体积小、重 量轻等优点
实现直流电压的转换
为负载提供稳定的直流电压
添加标题
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用于分布式电源系统
添加标题
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提高电源利用效率和可靠性
按工作原理分类： 升压型、降压型 和升降压型
按输入输出电压 关系分类：隔离 式和非隔离式
按控制方式分类： 脉宽调制（PWM） 和脉冲频率调制 （PFM）
DCDC变换器的技 术发展
提高转换 效率：采 用新型拓 扑结构、 控制策略 等
降低损耗： 优化电路 设计、材 料选择等
提高稳定 性：采用 先进的控 制算法、 保护措施 等
提高可靠 性：采用 冗余设计、 故障诊断 等
提高集成 度：采用 模块化设 计、集成 电路等
可供电动汽车驱动选用的隔离电压型-隔离电流型DC-DC变换器介绍
可供电动汽车驱动选用的隔离电压型/隔离电流型DC-DC变换器介绍现如今电动汽车的研发和设计正逐渐升温，尤其是在带你东汽车燃料电池驱动系统的设计方面，DC-DC变换器的选择至关重要。
只有最合适的DC-DC变换器才能满足燃料电池分布式并网发电系统的需求。
本文就详细探讨了一下几种可供电动汽车驱动选用的DC-DC变换器。
隔离电压型DC-DC变换器隔离电压型的DC-DC变换器是目前比较常见的变换器类型之一，这一大类型中又可以分为半桥、全桥两种小分类，下面我们来分别进行介绍。
首先来看电压型半桥DC-DC变换器，这种变换器的电路结构如下图图1所示。
半桥变换器具有电路简单，而且与推挽和全桥相比，可利用输入电容的充、放电特性自动调整两个输入电容上的电压，使变压器在工作周期的正、负半周伏-秒平衡，因此在中大功率范围内受到青睐。
图1 电压型半桥DC-DC变换器电路结构接下来我们再来看一下电压型全桥DC-DC变换器的特点。
这种全桥DC-DC变换器的电路结构如下图图2所示。
在实际的应用过程中，这种变换器具有开关管器件电压应力、电流应力较小，高频功率变压器的利用率高等优点。
而且全桥DC-DC变换器适合做软开关管控制，减小变换器中的开关管损耗提高转化效率。
如图3所示为一种三相全桥DC-DC变换器结构，三相的结构将电流、损耗均分到每相中，适合大功率DC-DC变换。
同时三相全桥中的开关管也可以获得软开关管工作条件。
可以说，电压型的DC-DC变换器是非常适合电动汽车燃料电池的分布式并网发电系统进行选用的隔离电流型DC-DC变换器在介绍了隔离电压型DC-DC变换器的两种常见类型和特点后，接下来我们来看一下隔离电流型DC-DC变换器的特点和应用情况。
与电压型DC-DC变换器一样，隔离电流型变换器也同样在结构上分为全桥和半桥两种。
电流型半桥DC-DC变换器如下图图4所示。
因为在任何时刻，两个开关管必须保证有一个开关管是导通的，即开关管的导通占空比不能小于0.5，导致两个输入电感总是有一个处于充电状态，输入电流总是大于零，这意味着系统有一个最低输出功率的限制。
DCDC电源详解
升降压型电路
BUCK电路工作原理分析
D
S Vin
ห้องสมุดไป่ตู้
L
Vo
Io S
T
D
1-D
Vin-Vo UL
根据L的伏秒平衡原则：
IL
-Vo
∆ Io
Io
(Vin-Vo)*DT=Vo*(1-D)T
Vo=Vin *D
Is
根据L在1-D时间的基本方程： L*ƤIo=Vo *(1-D)T
ƤIo=Vo *(1-D)T/L
BUCK电路工作原理分析
IL(on)=((Vin-Vout)/Lo)*Ton + Imin 在这个阶段，存储在电感上的能量为：
开关电源的拓朴结构
三种基本的非隔离开关电源
D
L
S Vin
Vo Io
Vo=Vin *D
Vo<Vin, 降压型电路
L
D
Vo
Io
Vin
S
Vo=Vin /(1-D)
Vo>Vin, 升压型电路
D
S1 Vin
L D S2
Vo Io
Vo<Vin, 当D<0.5
Vo=Vin *D/(1-D) Vo>Vin 当D>0.5
I+
A
B
面积A=面积B
I-
开关电源的基本分析
电感的基本方程
i(t) + u(t) -
u
(t
)
=
L
di (t) dt
1. 当一电感突然加上一个电压时, 其中的电流逐渐增加, 并且电感量越大电流增加 越慢.
U
I
L
I = Ut L
2. 当一电感上的电流突然中断, 在其两端会产生一瞬时高压, 并且电感量越大该电 压越高
9种移相全桥ZVZCSDCDC变换器
摘要:概述了9种移相全桥ZVZCSDC/DC变换器,简要介绍了各种电路拓扑的工作原理,并对比了优缺点,以供大家参考.关键词:移相控制;零电压零电流开关;全桥变换器1概述所谓ZVZCS,就是超前桥臂实现零电压导通和关断,滞后桥臂实现零电流导通和关断.ZVZCS方案可以解决ZVS方案的故有缺陷,即可以大幅度降低电路内部的循环能量,提高变换效率,减小副边占空比丢失,提高最大占空比,而且其最大软开关范围不受输入电压和负载的影响.滞后桥臂零电流开关是通过在原边电压过零期间使原边电流复位来实现的.即当原边电流减小到零后,不允许其继续反方向增长.原边电流复位目前主要有以下几种方法:1)利用超前桥臂开关管的反向雪崩击穿,使储存在变压器漏感中的能量完全消耗在超前桥臂的IGBT中,为滞后桥臂提供零电流开关的条件;2)在变压器原边使用隔直电容和饱和电感,在原边电压过零期间,将隔直电容上的电压作为反向阻断电压源,使原边电流复位,为滞后桥臂开关管提供零电流开关的条件;3)在变压器副边整流器输出端并联电容,在原边电压过零期间,将副边电容上的电压反射到原边作为反向阻断电压源,使原边电流迅速复位,为滞后桥臂开关管提供零电流开关的条件.2电路拓扑根据原边电流复位方式的不同,下面列举几种目前常见的移相全桥ZVZCSPWMDC/DC拓扑结构,以供大家参考.1)NhoE.C.电路如图1所示[1].该电路是最基本的移相全桥ZVZCS变换器,它的驱动信号采用有限双极性控制,从而实现超前桥臂的零电压和滞后桥臂的零电流开关.这种拓扑结构的缺陷是L1k要折衷选择,L1k太小,在负载电流很小时,超前桥臂不能实现零电压开关;L1k太大,又限制了iL1k的变化速度,从而限制了变换器开关频率的提高.变换器给负载供电方式是电流源形式,电感L1k电流交流变化,输入电流脉动很大,要求滤波电容很大.该电路可以工作在电流临界连续状态,但必须采用频率控制,不利于滤波器的优化设计.2)ChenK.电路如图2所示[2][3].该电路超前桥臂并联有串联的电感和电容.电感L1和L2很小,不影响开关管的ZVS,但有两个好处:一是限制振荡的电流峰值;二是在负载很小,开关管不能实现ZVS时,限制开关管的开通电流尖峰.该拓扑结构利用IGBT的反向击穿特性,解决了滞后桥臂IGBT关断时的电流拖尾问题,可以提高IGBT的开关频率,而且在负载很小时也能实现零电流开关.但是,这个电路也付出了代价,漏感L1k中的能量反向时漏感L1k中的能量全部消耗在反向击穿的IGBT中.3)原边加隔直电容和饱和电感的FB-ZVZCS-PWM变换器如图3[4]所示.它在基本的移相全桥变换器的基础上增加了一个饱和电感Ls,并在主电路上增加了一个阻挡电容Cb,阻挡电容Cb与饱和电感Ls适当配合,能使滞后桥臂上的主开关管实现零电流开关.在原边电压过零阶段,饱和电感工作在线性状态,阻止原边电流ip反向流动,在原边电压为Vin或-Vin时,它工作在饱和状态.尽管它有许多明显的优势,但也有不足之处,如最大占空比范围仍受到很多限制,特别是饱和电感上有很大的损耗,饱和电感磁芯的散热问题是一个必须解决的问题.4)副边采用有源箝位开关的FB-ZVZCS-PWM变换器如图4所示[5].这种电路没有使用耗能元件,在副边增加有源箝位开关S,并通过对有源箝位开关的适当控制,为滞后桥臂创造零电流开关条件.超前桥臂在零电压导通与关断的过程中,输出滤波电感Lf参与了谐振过程,而输出滤波电感通常具有很大的值,超前桥臂开关管可以在很大的负载范围内满足零电压开关条件,开关管的导通与关断的死区时间间隔受原边电压最大占空比的限制.在此种拓扑结构中,可能会出现副边整流输出电压的占空比大于原边电压最大占空比的现象,这种现象称为“占空比增大效应”(dutycycleboosteffect)这种现象是由箝位电容Cc和箝位开关的作用造成的.此电路的主要缺点是控制上稍微复杂一些,以及有源箝位开关采用的是硬开关,但是,有源箝位开关在一个开关周期中仅工作很短一段时间,对变换器整体效率影响很小.5)利用变压器辅助绕组的FB-ZVZCS-PWM变换器电路拓扑如图5所示[6].该电路通过在副边增加一个变压器辅助绕组和一个简单的辅助线路,无须增加耗能元件或有源开关来取得滞后桥臂ZCS.其副边整流电压可由箝位电容箝位,一般可将其限制在120%额定值内,该方案可在大功率场合应用.该电路拓扑的优点是负载范围宽,占空比损失小,器件的电压应力、电流应力小,成本低.但是它也有缺点,即副边结构复杂,设计时有些困难.6)副边带能量恢复缓冲电路的FB-VZCS-PWM变换器如图6所示[7].它的副边增加了由3个快恢复二极管和2个小电容构成的能量恢复缓冲电路,此电路在能量传递初始期间,电容Cs1和Cs2与漏感谐振,电容上的电压达到2nVin,超前桥臂开关管一关断,电容上电压就折合到原边,在漏感上产生一反压,使得原边电流下降.而且,通过能量恢复电路的低阻抗路径使副边整流二极管实现了ZVS.该结构稍微复杂些,最大缺点是,由于电容Cs1和Cs2与漏感谐振,使得副边整流电压几乎是正常电压nVin的2倍,增加了整流管的电压应力,并且由于存在大量环流,也增加了导通损耗.7)使用改进的能量恢复缓冲电路的FB-ZVZCS-PWM变换器如图7所示[8].它运用改进的能量恢复缓冲电路来减小循环电流和副边瞬间超压.除了增加二极管Ds4外,其工作原理和线路与6)相同.8)滞后桥臂中串入二极管的FB-ZVZCS-PWM变换器如图8所示[9].它利用串联二极管阻断电容电压可能引起的原边电流的反向流动.可以在任意负载和输入电压变化范围内实现滞后桥臂的零电流开关.9)副边利用简单辅助电路的FB-ZVZCS-PWM变换器如图9所示[10].此电路副边由一个简单辅助电路构成:包括一个小电容和两个小二极管,结构简单,整流电压不恒定,取决于占空比.该方案不含饱和电感,辅助开关,不产生大的环流,没有额外的箝位电路,这是因为,副边整流电压被箝位于箝位电容电压与输出电压之和.所用的元器件均在低电压,低电流下工作,还有负载范围宽,占空比损失小等优点,从而使此变换器具有高效率,低成本,解决了目前常见变换器的许多问题.在高功率场合很有发展前途.3结语综上所述可知,图2和图3电路使用耗能元件来复位原边电流,降低了总效率并阻碍功率超过5kW;图4电路通过副边增加有源箝位开关来复位原边电流,价格较贵并且控制复杂,有源箝位开关采用的是硬开关,开关频率是原边的两倍,开关损耗大;图5电路所有有源和无源元器件都工作在最小电流应力和电压应力下,有较宽的ZVZCS范围,较小的占空比损耗,不存在严重的寄生环流,功率超过5kW,但是辅助电路复杂;图6电路中电容Cs1和Cs2与漏感谐振引起大的循环能量,降低了总效率并使得副边整流电压几乎是正常电压nVs的二倍,增加了副边整流管的电流应力,变压器和开关的导通损耗也增加了;图7电路是对图6电路的改进,它减小了副边瞬间超压和环流,也能使开关损耗传到负载;通过比较图6和图7缓冲电路中Cs放电时间和漏感L1k 复位时间,可以看出吸收电容复位变压器漏感能量的能力和容量,后者比前者加倍,因而使用图7电路能扩展到重载范围.图9电路简化了前几种ZVZCS方案,仅仅增加由一个小电容和两个小二极管组成的简单辅助电路,无须增加耗能元件和有源开关实现ZVZCS,不仅为原边开关提供ZVZCS条件,而且箝位副边整流二极管,效率高而且价格便宜.。
5kW移相全桥ZVSDCDC变换器的研究_图文(精)
硕士学位论文5kW 移相全桥ZVS DC/DC变换器的研究RESEARCH ON 5kW PHASE-SHIFT FULL BRIDGEZVS DC/DC CONVERTER刘鑫哈尔滨工业大学2011年6月国内图书分类号：TM614 学校代码：10213 国际图书分类号：621.3 密级：公开工学硕士学位论文5kW 移相全桥ZVS DC/DC变换器的研究硕士研究生：刘鑫导师：马洪飞教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2011年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index:TM614 U.D.C:621.3Dissertation for the Master Degree in EngineeringRESEARCH ON 5kW PHASE-SHIFT FULL BRIDGEZVS DC/DC CONVERTERCandidate ： Supervisor ： Speciality ：Liu XinAcademic Degree Applied for：Prof.Ma HongfeiMaster of EngineeringPower Electronics and Electric DriversSchool of Electrical Engineering and Automation June, 2011Affiliation ： Date of Defence：Degree-Conferring-Institution ： Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要DC/DC变换器是电力电子领域重要组成部分，在能源紧张的今天，提高DC/DC变换器的效率及功率密度，具有重要的意义。
功率器件的发展和软开关技术的提出使变换器高效高功率密度成为可能。
移相全桥ZVS DC/DC变换器是一种能够实现软开关和大功率能量变换的变换器。
一种新颖的软开关双向DCDC变换器
一种新颖的软开关双向DCDC变换器一、背景技术DCDC变换器是一种将直流电压转换为另一个直流电压的电力电子装置。
传统的DCDC变换器采用硬开关技术，即开关在导通和关断时都会产生较大的损耗和噪声。
这不仅降低了变换器的效率，还会产生电磁干扰，影响周边设备的正常运行。
为了解决这些问题，软开关技术被引入到DCDC变换器中。
软开关技术通过控制开关的导通和关断时间，降低开关损耗和噪声，从而提高变换器的效率并减少对周边设备的影响。
本文所介绍的软开关双向DCDC变换器正是基于这一技术发展而来的。
二、新型软开关双向变换器介绍该双向DCDC变换器的基本工作原理，包括其如何实现能量在两个方向上的转换。
详细描述其独特的软开关技术，以及这种技术如何减少开关损耗，提高效率。
描述该新型变换器的电路拓扑结构，包括主要的电力元件如开关器件、电感、电容等的连接方式。
解释电路设计如何实现软开关操作，以及电路的灵活性和可扩展性。
阐述该双向变换器的控制策略，包括如何精确控制开关动作以实现软开关条件，以及如何管理能量流向，确保能量转换的高效和稳定。
对比传统硬开关变换器和新型软开关双向变换器的性能，包括效率、功率密度、热管理等方面的优势。
强调新型变换器在特定应用场景下的性能提升。
如果可能，提供实验数据或仿真结果来验证新型软开关双向变换器的性能。
展示其在实际应用中的潜力和效果，以及与传统技术的对比。
探讨该新型变换器在不同领域的应用前景，如电动汽车、可再生能源系统、电力电子设备等。
讨论其如何满足未来能源管理和存储的需求。
三、性能优势与传统的硬开关DCDC变换器相比，这种新颖的软开关双向DCDC 变换器具有多项性能优势：高效率：由于采用了软开关技术，开关损耗大幅降低，整个变换器的效率得到了显著提高。
低噪声：由于辅助开关实现了软开关功能，开关过程中产生的噪声大幅减少，从而降低了对周边设备的影响。
稳定性好：由于采用了双向输电技术，该变换器可以在不同的输入和输出条件下保持稳定的输出，使其在许多电力电子设备中具有广泛的应用前景。
dcdc全桥软开关仿真文献综述
dcdc全桥软开关仿真文献综述随着电子技术的不断发展，DC-DC变换器在现代电子电路中得到了广泛应用。
其中，全桥拓扑结构的DC-DC变换器具有高效、高稳定性、高可靠性等优点，因此在工业、航空、军事等领域得到了广泛应用。
但是，在全桥拓扑结构中，由于开关管的开关动作会产生电磁干扰、温度升高等问题，因此需要采用软开关技术来解决这些问题。
本文将对DC-DC全桥软开关仿真方面的研究进行综述。
一、DC-DC全桥软开关技术研究现状1.1 DC-DC全桥软开关技术的发展历程DC-DC全桥软开关技术的研究可以追溯到上世纪80年代。
当时，由于硅管的开关速度较慢，且在高频率下易产生开关损耗，因此研究人员开始探索采用软开关技术来解决这些问题。
随着功率电子器件的发展，如IGBT、MOSFET等，软开关技术得到了广泛应用。
在全桥拓扑结构中，采用软开关技术可以有效降低开关损耗，提高系统效率和可靠性。
1.2 DC-DC全桥软开关技术的研究方向目前，DC-DC全桥软开关技术的研究方向主要集中在以下几个方面：（1）软开关技术的研究和应用：包括软开关的原理、软开关技术的实现方法、软开关控制策略等方面的研究。
（2）拓扑结构的研究和优化：针对全桥拓扑结构的特点，研究如何优化拓扑结构，提高系统效率和可靠性。
（3）电路参数的研究和优化：包括电感、电容等参数的选择和优化，以及电路布局和散热等方面的研究。
1.3 DC-DC全桥软开关技术的应用领域DC-DC全桥软开关技术在工业、航空、军事等领域得到了广泛应用。
其中，应用最为广泛的领域包括电力电子、通信、计算机等。
在电力电子领域，DC-DC全桥软开关技术被广泛应用于电机驱动、电力变换器、UPS等领域。
在通信领域，DC-DC全桥软开关技术被广泛应用于光纤通信、无线通信、卫星通信等领域。
在计算机领域，DC-DC 全桥软开关技术被广泛应用于服务器、工作站、笔记本电脑等领域。
二、DC-DC全桥软开关仿真技术研究现状2.1 DC-DC全桥软开关仿真技术的研究意义DC-DC全桥软开关仿真技术可以在不需要实际硬件的情况下，对电路进行仿真分析，快速评估电路性能和优化设计方案。
软开关双向DCDC变换器的研究
软开关双向DCDC变换器的研究一、本文概述1、介绍双向DCDC变换器的研究背景和意义随着可再生能源和电动汽车等领域的快速发展，对于高效、可靠且智能的电力转换系统的需求日益增加。
双向DC-DC变换器作为一种能够实现电能双向流动的电力转换装置，在这些领域中发挥着至关重要的作用。
本文旨在深入研究软开关双向DC-DC变换器的相关技术和应用，为提升电力转换系统的效率和可靠性提供理论支持和实践指导。
双向DC-DC变换器的研究背景主要源于其广泛的应用场景。
在可再生能源领域，如太阳能和风能发电系统中，由于电源的不稳定性和间歇性，需要一种能够灵活调节电能流动的装置来确保电力系统的稳定运行。
在电动汽车领域，双向DC-DC变换器可以实现车载电池与超级电容之间的能量双向流动，从而提高电动汽车的能量利用效率和动态性能。
研究双向DC-DC变换器的意义在于，通过优化其控制技术和拓扑结构，可以提高电力转换系统的效率和可靠性，降低能量损耗和系统成本。
随着智能电网和分布式发电系统的快速发展，双向DC-DC变换器在电能管理、优化调度和故障隔离等方面也发挥着越来越重要的作用。
因此，对软开关双向DC-DC变换器的研究不仅具有重要的理论价值，还具有广阔的应用前景。
本文将对软开关双向DC-DC变换器的相关技术和应用进行深入研究，旨在为其在可再生能源、电动汽车和智能电网等领域的应用提供理论支持和实践指导。
通过不断优化其控制技术和拓扑结构，有望推动电力转换系统向更高效、更可靠和更智能的方向发展。
2、软开关技术的概念、特点及其在双向DCDC变换器中的应用软开关技术是一种在电力电子领域广泛应用的创新技术，它通过在开关过程中引入谐振，使得开关的切换在零电压或零电流的条件下进行，从而显著降低了开关损耗，提高了系统的效率。
相比于传统的硬开关技术，软开关技术在开关动作时产生的电磁干扰（EMI）和噪声也大大减少，使得整个系统的可靠性得到了提升。
在双向DCDC变换器中，软开关技术的应用主要体现在两个方面：一是实现开关管的零电压开关（ZVS）或零电流开关（ZCS），从而降低开关损耗，提高变换器的效率；二是通过谐振过程，实现能量的传递和回收，进一步提高系统的能量利用效率。
5kw光伏BOOST电路的设计
5KW光伏最大功率点跟踪的设计摘要：采用TMS320F28035 DSP控制系统实现最大功率点追踪，对最大功率追踪控制中DC-DC转换电路的控制方法和原理进行了分析。
采用升压式DC-DC转换电路来实现最大功率点，该方法电路简单，控制方法灵活。
叙词：DC-DC转换电路最大功率点追踪（MPPT）仿真Abstract：This paper describes the method of maximum power point tracker with DSP TMS320F28035 controlli ng in photovoltaic system, especially introduces the techniques and principle of DC-DC conversion. Maximum power point tracker is implemented with a DC-DC conversion topology. The system is simple with good response speed. Keyword：DC-DC conversion, Maximumpower point tracking(MPPT), Simulate1 引言住宅联网光伏系统投资少、见效快、节能环保，非常适合于建筑多、阳光充足的地方发展。
为了提高太阳能利用率，光伏发电的运行普遍采用最大功率点跟踪控制（MPPT）。
最大功率点跟踪是太阳能并网发电中一项重要的关键技术，它是指为充分利用太阳能,控制改变太阳能电池阵列的输出电压或电流的方法，使阵列始终工作在最大功率点上。
根据太阳能电池的特性,实现的跟踪方法主要有以下三种:太阳跟踪、最大功率点跟踪或两种方法综合使用。
出于经济方面的考虑,在小规模的系统中经常使用最大功率点跟踪的方法。
2 太阳能最大功率点跟踪电路及其参数确定本文采用两级式无变压器光伏并网拓扑方式，前级DC-DC环节实现MPPT，后级H桥环节实现并网。
5kW高稳定度电源模块概述剖析
5kW高稳定度电源模块概述1引言随着微机在电力系统中的推广应用，相应对直流电源也提出了更高的要求，于是高频开关电源开始被电力系统所采纳。
目前国内所生产的高频开关电源模块，单机功率普遍小，用于小容量直流系统，性能价格比绝对占优势，可靠性也比较高。
而对于大容量直流系统，就必须并联许多模块，这样一方面使直流系统的可靠性大大降低，另一方面使造价升高，在市场竞争中，便无优势可言了。
在这种形势下，就需要单机容量大的开关电源，本文介绍的开关电源，正是为此而设计的。
2控制电路本电源控制电路采用的是MOTOLOLA公司生产的TL494芯片，其内部结构方框图如图1所示。
TL494是一个固定频率的PWM控制电路，适用于设计所有的（单端或双端）开关电源典型电路，其主要性能如下：1）输入电源DC7～40V，可用不稳压电源作输入电源，从而使辅助电源简化。
TL494末级两只功率管在7～40V范围内工作时，最大输出电流可达250mA。
因此，其负载能力较强，即可按推挽方式工作，也可将两路输出并联工作，小功率时可直接驱动。
2）内部有5V参考电压，使用方便，参考电压短路时，有下垂保护特性。
3）内部有一对运算放大器，可作反馈放大器及保护之用，控制很方便。
4）在高频开关电源中，输出方波必须对称，在其它一些应用中，又需要方波人为不对称，即需控制方波的占空比，通过对TL494第4脚（死区时间控制端）的控制，即可调节占空比，还可作输出软启动保护用。
5）可以选择单端，并联及交替三种方法输出。
对照图1可以看出TL494芯片的脚1及脚2为运算放大器输入，本电路作电压反馈，脚1为反馈输入，脚2在脚14上通过电阻从内部基准电压5V取分压，作为与脚1比较的基准。
脚3为补偿校正，为PWM比较器输入，接入电阻及电容可以抑制振荡。
脚4为死区控制，加在脚4上的电压越高，死区宽度越大。
当其接地时，死区为零，即全输出，当其接5V时，死区最大，无输出脉冲。
利用此特点，在脚4与脚14间接一电容，可达到输出软启动的目的，还可以做短图1TL494方框图路保护用。