基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器及其软开关技术研究
二相交错并联双向DCDC变换器的研究
Buck 模式时波形如图 4、5 所示。
第2期
图 4 Buck 模式下 0＜D＜0.5 时工作波形
图 2 Boost 模式下 0＜D＜0.5 时工作波形
图 5 Buck 模式下 0.5＜D＜1 时工作波形
3 参数设计
图 3 Boost 模式下 0.5＜D＜1 时工作波形 由图 1 可知，当变换器工作在 Buck 模式时，其能量从 右侧 V2流向左侧 V1，此时 S2、S4参与工作，S1、S3停止工作， 与 S1、S3并联的二极管 D1、D3充当续流二极管，导通电路的 作用，具体见表 2。
双向 DC/DC 变换器向来都是电源设计的重要部分， 不仅在蓄电池方面起着重要作用，在航天电源、电动汽 车车载电源方面也起着不可替代的作用。近年来，双向 DC/DC 变换器备受关注，应用更加广泛，不单单是可以 将高压侧电压通过 DC/DC 转化为低压供给低压侧需求， 现已增添可以将低压侧低电压通过 DC/DC 变换器转化 为高压在高压侧存储起来。在功能方面实现双向的传 达，在能源方面起到节省作用。同时，可以收集低压侧， 以便于下次利用，清洁无污染。
L2
S4
L1
S3
D4
D3
S2
V1
C1
S1
D1
D2
C2
V2
图 1 二相交错并联双向 DC/DC 变换器
2 工作原理
由图 1 可知，当变换器工作在 Boost 模式时，其能量从 左侧 V1流向右侧 V2，此时 S1、S3参与工作，S2、S4停止工作，
收稿日期：2017-01-09 作者简介：唐刚（博士，教授，研究方向：电机 智能控制，微机控制技术、故障诊断等。
表 2 Buck 模式下能量流通情况
工作模式 开关管 S2 开关管 S4 续流管 D1 续流管 D3 电感 L1 电感 L2
《2024年基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展，DC-DC变换器在电力系统中扮演着越来越重要的角色。
其中，基于LLC（L-C-C）谐振的双向全桥DC-DC变换器因其高效率、低电压电流应力、软开关等优点，在新能源汽车、可再生能源系统、储能系统等领域得到了广泛应用。
本文旨在研究基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的工作原理、设计方法及性能分析。
二、LLC谐振的基本原理LLC谐振变换器是一种采用电感（L）、电容（C）和电容（C）谐振的DC-DC变换器。
其基本原理是利用谐振电路中的电感和电容进行能量传递，通过调节谐振频率和输入电压来实现输出电压的稳定。
在LLC谐振变换器中，全桥电路用于实现能量的双向传递。
三、双向全桥DC-DC变换器的设计3.1 拓扑结构双向全桥DC-DC变换器主要由两个全桥电路、谐振电感、谐振电容以及整流电路等部分组成。
其中，两个全桥电路分别负责能量的输入和输出，通过控制开关管的通断来实现能量的传递。
3.2 设计步骤设计双向全桥DC-DC变换器时，首先需要根据应用需求确定输入输出电压范围、功率等级等参数。
然后，根据参数选择合适的电感、电容等元件，并确定谐振频率。
接着，设计全桥电路的开关管和控制策略，以保证能量的高效传递。
最后，进行仿真和实验验证，对设计进行优化。
四、性能分析4.1 效率分析LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器具有高效率的特点。
在谐振状态下，开关管的电压电流应力较低，损耗较小。
此外，软开关技术进一步降低了开关损耗，提高了整体效率。
4.2 稳定性分析该变换器具有较好的输入输出电压稳定性。
通过调节谐振频率和输入电压，可以实现输出电压的快速调整和稳定。
此外，双向全桥电路的设计使得能量可以在两个方向传递，提高了系统的灵活性和可靠性。
五、实验验证及结果分析为了验证基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的性能，我们搭建了实验平台并进行了一系列实验。
双向DC-DC变换器软开关技术研究
Ｖｌ１ ｏ ２１． ｏ３ － Ｎ ． ０１ ５ ５
双 向 ＤＣ Ｄ ． Ｃ变换器 软 开关技 术研 究
高晓峰 汪伟 石媛
ｆ 国船 舶 重 工 集 团 公 司 七 一 二 研 究 所 ，武 汉 ４ ０ ６ ） 中 ３ ０ ４ 摘 要 ：本文 分析 了移相 全桥 Ｚ ＶＳ 变 换 技 术 的 工 作 原 理 ，给 出 了 谐 振 电 感 的 选 取 条 件 ， 采 用 双 向 ＤＣ ＤＣ ・
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Ｉ ６ Ｂ ６ 口 Ｄ＝ ８ ｏ Ｄ＋ｃ ８ Ｂ＝ 五 １ｃ ＿＿ ＪＪ ｌ － ＿ Ｔ
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Ｋｅ ｒ ｓ ｂ・ｉ ｃｉｎ ｌＤＣ ＤＣ ｃ ｎ ｅｔｒｐ ａ ｅｓ ｉ ｏ ｔ ｌｚｒ －ｏｔｇ ｙｗｏ ｄ ： ｉ ｒ ｔ ａ， ／ ｏ ｖｒｅ， ｈ ｓ —ｈ ｔ ｎｒ ， ｅｏｖ ｌ ｅ － ｅ ｏ ＂ ｄ ＂ － ｆ ｃ ｏ＂ － ａ
ｌ 引言
双 向ＤＣ— ＤＣ变 换 器 被 广 泛 应 用 在 直 流 不 停 电 电源 系统 、航 天 电源 系 统 、 电动 汽 车 及 电池 充 电器 等 场 合 ， 以实 现 直 流 功 率 的双 向传 输 。为 Ｊ 了减 小变 换 器 的体 积 和 重 量 需提 高开 关 频 率 ，而 传 统 变换 器 开 关 频 率 的提 高会 增 加 开 关 损 耗 ，降 低 系 统 效 率Ｌ 。近 年 来 出现 了 解 决这 个 问题 的不 ２ Ｊ 同 方 案 。研 究 较 多 的 有谐 振 、准 谐 振 或 多 谐振 技 术 方 案 ， 这 些 方 案变 换 器 的 电压 电流 应 力较 高 ， 但
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。
《2024年基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电动汽车、可再生能源等领域的快速发展，DC-DC变换器作为电源系统中的关键设备，其性能的优劣直接影响到整个系统的效率与稳定性。
近年来，基于LLC（Lamp Lade & Capacitor）谐振的双向全桥DC-DC变换器因其在宽输入电压范围、高转换效率和低电磁干扰（EMI）等方面的优异表现，逐渐成为研究热点。
本文将详细探讨这一类变换器的工作原理、设计方法以及应用前景。
二、LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的工作原理LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器是一种新型的电力电子变换器，其工作原理基于谐振现象。
在电路中，通过控制开关管的通断，使电路中的电感、电容和开关管等元件产生谐振，从而实现能量的高效传输。
与传统的DC-DC变换器相比，LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器具有更高的转换效率和更低的电磁干扰。
该变换器由两个全桥电路组成，每个全桥电路包含四个开关管。
通过控制开关管的通断，可以实现能量的双向流动。
在正向传输过程中，输入侧的全桥电路将直流电转换为高频交流电，经过LLC谐振网络后，再由输出侧的全桥电路整流为直流电输出。
在反向传输过程中，则相反。
三、设计方法设计LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器时，需要考虑多个因素，如输入电压范围、输出电压要求、转换效率等。
设计过程中主要包括以下几个步骤：1. 确定电路拓扑结构：根据应用需求选择合适的电路拓扑结构，如全桥电路、半桥电路等。
2. 确定谐振元件参数：包括谐振电感、谐振电容和谐振频率等参数的设计与选择。
3. 控制策略设计：根据应用需求设计合适的控制策略，如PWM控制、SPWM控制等。
4. 仿真验证：通过仿真软件对电路进行仿真验证，确保设计的合理性和可行性。
四、应用前景LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器在多个领域具有广泛的应用前景。
首先，在电动汽车领域，该变换器可用于电池管理系统，实现电池的充放电管理以及能量回收等功能。
基于三半桥拓扑的双向DC-DC变换器软开关条件研究
基于三半桥拓扑的双向DC/DC变换器软开关条件研究1 引言双向DC/DC变换器是指在保持变换器两端的直流电压极性不变的情况下，能够根据需要调节能量传递方向，实现电能双向流动的直流变换器[1]。
多端口双向DC/DC变换器使多个电源互连，实现了多级电源之间多个方向的能量传输。
三半桥双向DC/DC变换器是一种新型的三端口变换器，它通过磁耦合将不同的电源结合在一起，通过移相控制实现同时或单独向负载供电。
该变换器拓扑所具有低压/高电流的输入特性；双向功率流动；开关管数量少，结构简单等优势。
三半桥双向DC/DC变换器在正向模式下的工作原理和换流过程与单输入ZVS双半桥DC/DC变换器是相似的，但是其软开关的条件以及影响软开关的因素都和单输入ZVS双半桥DC/DC变换器不同。
因此，研究三半桥双向DC/DC变换器的软开关的实现条件是十分有意义的。
2 三半桥变换器的工作原理隔离型三半桥DC/DC变换器的主电路包含两个输入级组合式升压半桥电路，一个三绕组的高频变压器，以及一个输出级电压型半桥电路。
将变压器用其等效模型[2，3]替换，其主电路以原边为参考的等效电路如图1所示。
图1三半桥DC/DC变换器以原边为参考的等效电路在正向（Boost）模式下，一个完整的开关周期根据状态的不同可以划分成t0～t19共19个工作区间。
这里假设t1时刻之前的稳态对应于开关管S1导通，开关管S5和S3的反并联二极管D5, D3因正向偏置而导通。
具体模态如下。
⑴模态1（t0～t1）在t1时刻之前，电路达到稳态，S1, D5和D3导通，Vcr2=V1+V2电感Ldcl、Ldc2均在释放能量，两个输入端的电感电流均在线性下降。
此阶段电容C1经S1放电，C2充电，电容C5经二极管D5充电，C6放电，原边所提供的功率除传递给负载外，同时给电容C3充电。
⑵模态2(t1～t2)t1时刻S1关断，Cr1、Cr2与Tr谐振，Cr1充电，Cr2放电，Vcr2从Vcr2=V1+V2开始降低，Vr12＝Vcr2－V2也因此降低，电容Cr1、Cr2的电压变化率为Vcr2=（V1+V2）－Vr1，时刻Vcr2由0开始变负时，D2开始因正偏而导通。
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。
DC变换器新型软开关技术的研究的开题报告
DC/DC变换器新型软开关技术的研究的开题报告一、选题背景和意义DC/DC变换器是现代电子设备中广泛应用的一类电力转换装置。
随着电子设备的高速发展和对于能效要求越来越高，DC/DC变换器的高能效和高可靠性也成为了设计和研究的重点。
传统的硬开关技术能够得到广泛应用，但由于其存在电磁干扰、能量回收等问题，新型的软开关技术逐渐崭露头角，并逐步成为DC/DC变换器的研究方向。
本选题旨在研究DC/DC变换器新型软开关技术，探索其在提高DC/DC变换器能效、减少器件损耗以及提高系统可靠性等方面的应用潜力，为电力电子技术的发展做出贡献。
二、研究内容和方法本选题主要研究内容包括新型软开关技术在DC/DC变换器中的应用原理、工作状态分析、性能评估和优化设计等方面。
具体研究内容如下：1.研究新型软开关技术的基本原理和特点，比较常用的软开关技术，分析其优缺点。
2.分析DC/DC变换器的基本工作原理，建立数学模型，研究传统硬开关技术的工作状态及其损耗机制。
3.从电磁干扰、能量回收等角度探讨新型软开关技术的工作状态以及对于器件损耗和DC/DC变换器综合性能的影响。
4.通过仿真软件进行仿真实验，对比硬开关和软开关技术的变换器性能，并对软开关技术进行优化设计，使DC/DC变换器的能效、可靠性指标进一步提高。
研究方法主要采用文献资料调研、理论分析、仿真实验等方法。
三、预期目标和创新点本选题旨在研究DC/DC变换器新型软开关技术的应用，以提高变换器的效率、可靠性和抗干扰能力。
预期实现以下目标：1.深入分析新型软开关技术的原理和优点，探讨其在DC/DC变换器中的应用潜力。
2.通过仿真实验，对比硬开关和软开关技术的变换器性能，验证新型软开关技术在提高能效和可靠性方面的优势。
3.优化设计软开关技术，进一步提高DC/DC变换器的效率和可靠性，并为电力电子技术的发展做出贡献。
创新点：1.探索新型软开关技术在DC/DC变换器应用中的新途径，为提高能效、减少器件损耗、提高系统可靠性等方面提供新思路。
一种复合储能系统两相交错并联双向DC-DC 变换器的研究
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·48·2021年第01期文章编号：2095－6835（2021）01－0048－03一种复合储能系统两相交错并联双向DC-DC变换器的研究＊曹洪奎，杨钦鹏，岳城，彭冲（辽宁工业大学电子与信息工程学院，辽宁锦州121001）摘要：为了提高复合储能系统双向DC-DC变换器的效率，减小输出电流纹波系数，研究一种复合储能系统两相交错并联双向DC-DC变换器，主要由主功率变换电路、隔离驱动电路、单片机控制电路、A/D转换电路、显示电路和辅助电源电路组成。
主功率变换电路由两个DC/DC变换器单体并联构成，单片机作为控制核心，通过A/D 转换器PCF8591T采集双向DC/DC变换器两端的电压信号，自动判断升降压模式，采用PI算法产生PWM输出信号，驱动主功率变换电路中功率MOS管的导通和关断，从而达到升压或降压的目的。
两个双向DC/DC变换器单体并联，相位相差180°，实现12V和5V电压双向转换。
测试表明，变换器的功率可以达到30W，效率达到85%以上，系统各项功能满足实际应用的要求。
关键词：双向DC/DC变换器；交错并联；PI算法；PWM中图分类号：TM46文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2021.01.0161引言随着科技的不断发展，电子技术已经有了很大的变革，很多的电子设备已经不再是依赖单一电源供电。
在微电网中，储能装置是重要组成部分，它不但有着消峰填谷的作用，还起到稳定直流母线电压和功率补偿的作用。
储能装置主要包括需燃料电池、超级电容器、蓄电池等，不同的储能电池具有不同的优缺点，而由多种储能电池构成的复合储能系统能克服单一电池的缺点，发挥不同电池的优势，由于不同储能电池的电压-电流特性不同，所以不能直接并联使用，需要通过双向DC-DC变换器来控制复合储能系统的充电和放电。
基于磁集成电感的交错并联boost变换器研究与设计
学位论文题目基于磁集成电感的交错并联boost变换器研究与设计英文Research and Design of Interleaved Boost题目based on Coupling Inductor摘要电力电子变换器在新能源发电中占据了重要的地位，对它也提出了越来越高的要求，逐步向着小型化、集成化、高效性、高功率密度等方向发展，磁集成技术就是在这样的背景下提出并发展起来的，是电力电子变换器的重要发展趋势。
本文对反向耦合的磁集成电感在10kW交错并联boost变换器中的应用进行了深入研究，包括其在降低稳态电流纹波及提高变换器瞬态响应上的贡献。
主要研究内容如下：基于课题要求设计了两相交错并联boost变换器系统结构。
在不同占空比下详细分析了其工作机理，计算其电感电流纹波及输入电流纹波。
根据电路分析进行了主电路参数设计，包括开关管选型及电感参数计算。
在分立电感的交错并联boost变换器基础上，对反向耦合磁集成电感交错并联boost变换器进行了研究分析。
通过研究其工作原理得出稳态等效电感模型，得到了电感电流纹波及输入电流纹波表达式，并根据开关网络法对该变换器进行了小信号建模，在MATLAB中仿真对比两种电感结构的系统阶跃响应，最后研究电感结构对其性能的影响及损耗分析，借助Maxwell 2D进行了电磁仿真辅助参数设计。
完成了磁集成电感交错并联boost样机设计与制作。
利用Maxwell 2D仿真进行电感参数设计，完成了满足参数要求的磁集成电感设计与制作，并进行自感、互感、耦合系数等的测量。
完成控制电路设计，包括电压电流采样电路及通讯电路，并进行软件总体设计。
最后，在saber中进行系统仿真，并在实验样机上进行了动静态及效率等的测试。
测试结果表明该结构相对于分立电感不论在稳态纹波还是瞬态响应速度方面性能都有了提升，并且磁件体积也大大变小，实现了设计目标。
关键词：功率密度，交错并联，磁集成电感，电流纹波，瞬态响应AbstractPower electronic converter occupies the important position in the new energy power generation, is higher and higher demands are proposed on it, step by step toward miniaturization, integration, development direction, such as high efficiency, high power density, magnetic integration technology is put forward in the background and development, is the important development trend of the power electronic converter.In this paper, the reverse coupling of magnetic integrated inductance in the application of 10 kw staggered parallel boost converter were studied, including its in reducing steady-state current ripple and improve the contribution of converter on the transient response.The main research content is as follows:Designed based on the requirement of subject two interleaved boost converter in parallel system structure.Under different duty cycles are analyzed in detail its working principle, calculation of the inductor current ripple and input current ripple.According to circuit analysis to design the main circuit parameters, including the selection of switch tube and inductance parameters are calculated.In discrete inductance staggered parallel boost converter, based on the integration of magnetic inductance staggered parallel boost converter are analyzed.Through study the working principle of the steady state equivalent inductance model, obtained the inductor current ripple and input current ripple expression, and according to the switch network to the small signal model of the converter, and analyzed two kinds of inductance step response of the system structure, finally to study the effect of inductance structure on its performance and loss analysis, electromagnetic simulation is carried out by using Maxwell 2 d auxiliary parameter design.Complete integration of magnetic inductance staggered parallel boost prototype design and ing Maxwell 2 d simulation inductance parameter design, completed the magnetic integrated inductance that could satisfy the requirement of parameter design and production, and a measure of the self inductance, mutualinductance, the coupling coefficient, plete control circuit design, including the voltage and current sampling circuit and communication circuit, and the overall design of software.Finally, the system simulation in the saber, and carrying out the dynamic and static in the experimental prototype and efficiency of testing, test results show that the structure relative to the discrete inductors both in steady state ripple and transient response speed performance have to ascend, and magnetic volume also decreases greatly, achieve the design goals.Key words: Power density, interleaving, coupling inductor, current ripple, transient response目录摘要 (I)Abstract (II)目录............................................................................................................................ I V 第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 交错并联变换技术研究现状 (2)1.3 磁集成技术研究现状 (3)1.3.1 多路并联变换器中的磁集成技术 (4)1.3.2 集成磁件的构造技术及应用 (5)1.4 主要研究内容 (7)第2章交错并联boost系统结构与参数设计 (8)2.1 交错并联boost变换器系统结构设计 (8)2.2交错并联boost结构分析 (9)2.2.1 工作原理 (10)2.2.2 电流纹波分析 (14)2.3 交错并联boost主电路参数设计 (15)2.3.1 IGBT分析与选型 (15)2.3.2 电感参数设计 (17)2.4 本章小结 (18)第3章磁集成电感交错并联boost建模及电感性能研究 (19)3.1 磁集成电感交错并联boost结构分析 (19)3.1.1 工作原理 (20)3.1.2 稳态电感及电流纹波分析 (24)3.2 磁集成电感交错并联boost建模 (27)3.2.1 磁集成电感瞬态等效模型 (27)3.2.2 小信号建模 (29)3.3 磁集成电感结构对其性能影响的研究 (32)3.3.1 磁芯结构对磁集成电感性能影响 (32)3.3.2 气隙对磁集成电感性能影响 (36)3.4 磁集成电感损耗分析 (37)3.4.1 电感磁芯损耗 (37)3.4.2 电感绕组铜耗 (38)3.5 本章小结 (41)第4章磁集成电感交错并联boost样机设计 (42)4.1 磁集成电感设计与制作 (42)4.1.1 磁集成电感参数设计 (42)4.1.2 磁集成电感制作与测量 (44)4.2 控制电路设计 (45)4.2.1 采样电路设计 (46)4.2.2 通讯模块分析设计 (50)4.2.3 软件控制总体流程 (51)4.3 本章小结 (52)第5章系统仿真与实验分析 (53)5.1 系统仿真分析 (53)5.2 实验结果分析 (57)5.2.1 电感纹波测试与分析 (58)5.2.2 瞬态响应测试与分析 (59)5.2.3 效率测试 (60)5.3 本章小结 (60)第6章总结与展望 (61)6.1 全文总结 (61)6.2 展望 (62)致谢 (63)参考文献 (64)第1章绪论1.1 研究背景及意义我国目前仍然是发展中国家，经济发展过多得依赖于对不可再生能源的过度开采，环境污染问题已经影响了人们的正常生活及身体健康。
基于SiCMOSFET同步BuckDC-DC变换器的宽频混合EMI滤波器设计
基于SiCMOSFET同步BuckDC-DC变换器的宽频混合EMI
滤波器设计
徐浩东;罗嗣勇;毕闯;孙渭薇;赵海英;刘娇健
【期刊名称】《电工技术学报》
【年(卷),期】2024(39)10
【摘要】由于SiC MOSFET在高速开关电源中的广泛应用,导致严重的电磁干扰(EMI)问题,因此EMI滤波器的设计成为研究热点。
为了满足电磁兼容(EMC)标准,无源EMI滤波器可以有效地降低DC-DC变换器产生的电磁干扰,但是无源磁性器件的体积较大,不利于提高DC-DC变换器的功率密度。
该文分析DC-DC变换器的电磁干扰源和噪声源阻抗特性,建立无源和有源EMI滤波器的理论模型,提出宽频混合EMI滤波器的设计方法。
最后,通过实验验证宽频混合EMI滤波器对DC-DC变换器EMI的抑制效果。
【总页数】10页(P3060-3069)
【作者】徐浩东;罗嗣勇;毕闯;孙渭薇;赵海英;刘娇健
【作者单位】国网陕西省电力有限公司电力科学研究院;电子科技大学航空航天学院/飞行器集群智能感知与协同控制四川省重点实验室;国网陕西省电力有限公司营销服务中心;国网西安市南供电公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM133
【相关文献】
1.燃料电池轿车DC/DC变换器控制电路的EMI滤波器设计
2.三相EMI滤波器宽频电路快速建模方法
3.PCMC Boost变换器与EMI滤波器的级联设计
4.宽频带EMI滤波器的设计及其插入损耗分析
5.基于宽频带同步基频提取滤波器的永磁同步电机转子位置与转速估计
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SiC器件在双向DC-DC变换器中的应用研究 石昊
SiC器件在双向DC-DC变换器中的应用研究石昊SiC功率器件可以有效提高双向DC/DC变换器的效率和功率密度。
本章将重点分析SiC应用特性和优化设计等问题，对SiC功率器件的应用特性进行实验研究，并提出针对变换器的软件和硬件优化建议。
1 SiC功率器件的特性和应用现状1.1 SiC晶体材料的特性及研究现状SiC（碳化硅）材料以其优良的物理特性，吸引了众多研究者的关注。
目前，SiC最常用的有4H-SiC、6H-SiC和3C-SiC三种堆积结构。
分子层堆积顺序影响SiC材料的电学特性[43]。
表4.1列出了Si材料和SiC材料的物理和电学性能参数[45]。
相比于Si材料，SiC材料拥有更高的禁带宽度、临界击穿场强、热导率和电子饱和速度。
下面就SiC的这几个特点分别进行分析。
高电子饱和速度：SiC的电子饱和速度是Si材料的两倍，提高了SiC功率器件的最大开关频率，提高了器件的电流密度，减小了器件的外形尺寸。
低本征载流子浓度：SiC材料的本征载流子浓度非常低，因此SiC功率器件反向恢复时间很短。
综上所述，SiC材料比Si材料更适合制作高功率、高频率、高温度的功率器件，可以有效提高开关电源的功率密度和效率，降低制造成本。
许多国家看好SiC材料的应用前景并投入大量资金对其进行深入研究[46-47]。
美国在1997年提出发展宽禁带半导体的目标，2014年创立宽禁带创新中心，计划在未来五年实现电力电子装置的轻量化。
日本制订了“国家硬电子计划”，发展用于太空、核能和通讯等领域的新一代功率器件。
欧洲“eRamp”项目于2017年5月结束，该项目召集了20多家机构，开发出一系列基于SiC半导体的功率器件和配套芯片，加强了欧洲在电力电子技术方面的实力。
目前研制生产SiC晶体的企业主要几种在美国、日本和德国，其中美国的Cree公司发展最早，技术较为成熟。
1.2 SiC功率器件的发展与应用现状SiC材料功率器件主要从以下三个方面提高系统性能[48-49]：1）降低开关损耗能减少电能损耗，提高电能转换效率。
基于SiC器件的交错并联双向DC-DC变换器的设计
基于SiC器件的交错并联双向DC-DC变换器的设计
孟德炀;程志江;陈星志
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2022(45)18
【摘要】针对传统组串式储能变流器存在的系统损耗大、输出电能质量低及整体可靠性差等问题,文中提出一种新型两相交错并联变换器拓扑,以提高系统效率及过流能力。
首先给出交错并联DC-DC变换器的拓扑结构,分析两相交错并联拓扑结构工作原理,并推导相应的小信号模型,求其开环传递函数;然后以提升系统响应速度为目标,设计基于电流内环、电压外环的串级控制器,搭建基于SiC器件的10 kW 样机。
通过大电流实验、双脉冲实验对样机进行稳定性验证,最后对样机充放电模式分别进行效率测试。
实验结果表明,基于SiC器件的两相交错并联双向DC-DC 变换器能在一定程度上减小电流纹波,提高变换器功率等级,显著提升效率。
【总页数】4页(P47-50)
【作者】孟德炀;程志江;陈星志
【作者单位】新疆大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN624-34;TM46
【相关文献】
1.基于开关电容和耦合电感的交错并联型高电压增益双向DC-DC变换器
2.“E王E”形耦合电感器的设计及其在交错并联磁集成双向DC-DC变换器中的应用
3.四
相交错并联双向DC-DC变换器中耦合电感的设计准则4.基于耦合电感的多相交错并联双向DC-DC变换器及其均流控制5.交错并联双向DC-DC变换器模型预测控制研究
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一种新型交错并联双向DCDC变换器
一种新型交错并联双向DCDC变换器一、概述随着可再生能源和分布式能源系统的快速发展，电力电子技术在能源转换和管理中扮演着越来越重要的角色。
双向DCDC变换器作为一种关键的电力电子设备，能够实现不同电压等级直流电源之间的能量转换，广泛应用于电动汽车、微电网、储能系统等领域。
传统的双向DCDC变换器通常采用单向或双向拓扑结构，但在某些应用场景中，如需要高效率和宽输入输出电压范围的情况下，传统的拓扑结构可能无法满足要求。
研究新型高效、宽范围的双向DCDC变换器具有重要意义。
本文提出了一种新型交错并联双向DCDC变换器，该变换器结合了交错并联技术和双向DCDC变换器的优点，具有高效率、宽输入输出电压范围、低纹波和低电磁干扰等特点。
本文首先介绍了新型交错并联双向DCDC变换器的基本结构和工作原理，然后详细分析了其运行特性和性能优势，最后通过实验验证了其在实际应用中的可行性和有效性。
本文的研究成果为新型高效、宽范围的双向DCDC变换器的设计和应用提供了有益的参考和借鉴。
1. 简述DCDC变换器的重要性及其在各种电力系统中的应用。
DCDC变换器，作为一种关键的电力电子装置，在现代电力系统中发挥着不可或缺的作用。
其重要性体现在对电能的高效转换、优化利用以及系统的稳定运行等多个方面。
随着科技的快速发展和能源结构的不断优化，DCDC变换器在各种电力系统中的应用日益广泛，涵盖了从微型电子设备供电到大型电网能量管理的多个领域。
在微型电子设备供电方面，DCDC变换器能够将不稳定的直流电源或交流电源转换为稳定的直流电源，为各种电子设备提供稳定可靠的电力供应。
例如，在手机、笔记本电脑等便携式设备中，DCDC变换器负责将电池中的直流电转换为适合设备运行的稳定电压，确保设备的正常运行。
在大型电网能量管理方面，DCDC变换器则发挥着更加重要的作用。
随着可再生能源的快速发展，如风能、太阳能等分布式电源在电网中的占比逐渐增加，电网的稳定性面临着巨大的挑战。
SiC器件在双向DC-DC变换器中的应用研究 石昊
SiC器件在双向DC-DC变换器中的应用研究石昊发表时间：2018-03-13T15:39:52.890Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：石昊[导读] SiC功率器件可以有效提高双向DC/DC变换器的效率和功率密度。
本章将重点分析SiC应用特性和优化设计等问题，对SiC功率器件的应用特性进行实验研究，并提出针对变换器的软件和硬件优化建议。
（陆军装甲兵学院北京市丰台区 100072）SiC功率器件可以有效提高双向DC/DC变换器的效率和功率密度。
本章将重点分析SiC应用特性和优化设计等问题，对SiC功率器件的应用特性进行实验研究，并提出针对变换器的软件和硬件优化建议。
1 SiC功率器件的特性和应用现状1.1 SiC晶体材料的特性及研究现状SiC（碳化硅）材料以其优良的物理特性，吸引了众多研究者的关注。
目前，SiC最常用的有4H-SiC、6H-SiC和3C-SiC三种堆积结构。
分子层堆积顺序影响SiC材料的电学特性[43]。
表4.1列出了Si材料和SiC材料的物理和电学性能参数[45]。
相比于Si材料，SiC材料拥有更高的禁带宽度、临界击穿场强、热导率和电子饱和速度。
下面就SiC的这几个特点分别进行分析。
高电子饱和速度：SiC的电子饱和速度是Si材料的两倍，提高了SiC功率器件的最大开关频率，提高了器件的电流密度，减小了器件的外形尺寸。
低本征载流子浓度：SiC材料的本征载流子浓度非常低，因此SiC功率器件反向恢复时间很短。
综上所述，SiC材料比Si材料更适合制作高功率、高频率、高温度的功率器件，可以有效提高开关电源的功率密度和效率，降低制造成本。
许多国家看好SiC材料的应用前景并投入大量资金对其进行深入研究[46-47]。
美国在1997年提出发展宽禁带半导体的目标，2014年创立宽禁带创新中心，计划在未来五年实现电力电子装置的轻量化。
日本制订了“国家硬电子计划”，发展用于太空、核能和通讯等领域的新一代功率器件。
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。
《2024年基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的发展，DC-DC变换器作为直流电源转换的关键设备，其在现代电子设备中得到了广泛应用。
近年来，LLC谐振技术在DC-DC变换器中受到了越来越多的关注，因为其能够提供高效、低损耗和优异的电压调整能力。
本文将重点研究基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器，探讨其工作原理、性能特点以及应用前景。
二、LLC谐振技术概述LLC谐振技术是一种基于电容、电感和谐振二极管的谐振电路，用于提高DC-DC变换器的效率。
它具有较高的电压转换比、低损耗和较小的电流纹波等优点。
LLC谐振变换器主要包括一个原边侧和副边侧的谐振电路，以及控制开关的工作周期。
通过控制开关的开通和关断，实现能量的传输和转换。
三、双向全桥DC-DC变换器结构与工作原理双向全桥DC-DC变换器采用全桥拓扑结构，结合LLC谐振技术，实现能量的双向传输和转换。
该变换器由四个开关管组成原边侧全桥电路，以及一个对应的副边侧全桥电路。
原边侧全桥电路中的开关管控制着能量的传输方向和传输速度。
在正向传输时，原边侧的开关管交替开通和关断，使能量从输入端传输到输出端。
在反向传输时，通过控制开关管的导通顺序和占空比，实现能量的回馈。
四、性能特点与优势分析基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器具有以下优点：1. 高效率：LLC谐振技术降低了开关损耗和磁化损耗，提高了变换器的效率。
2. 宽范围电压调整：通过调整开关管的占空比和导通顺序，实现宽范围的电压调整。
3. 双向传输：实现能量的正向传输和反向回馈，提高了能源利用率。
4. 软开关技术：减小了开关过程中的电流和电压峰值，降低了电磁干扰（EMI）。
五、应用领域与前景展望基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器在多个领域具有广泛的应用前景。
例如，在新能源汽车中，可用于电池组之间的能量管理；在太阳能光伏发电系统中，可用于实现最大功率点跟踪（MPPT）和能量回馈；在电力储能系统中，可用于提高能量的利用率和稳定性。
基于控制型软开关技术的多重化软开关双向DCDC变换器
ih
Su
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断信号。此期间所有开关关断，变换器进入第一
iL
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个死区时间。电感正向电流 iL 达到最大值 IL+max 持续不变，并使电容 Cd 放电致其电压为零，Cu 充电，VX 由 Vh 变为零。Cu=Cd=Cs
XSdຫໍສະໝຸດ Cd C lFWDd(e) 模式 5 时电路 (f) 模式 6 时电路 图 3 单重电路 6 种模式 Fig.3 The circuits of one phase of six states
ih
Su Ch
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Cu L
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Cu
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Cd C l
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Cd C l
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(a) 模式 1 时电路
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(b) 模式 2 时电路
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图 4 一个开关周期中电压和电流波形 Fig.4 The voltage and current of waveforms in one
Abstract Apply to electric vehicle for variable DC bus of the motor control system, DC voltage required to timely, accurate, reliable and efficient real-time according to different working conditions of motor, and the energy can be transferred back at different speeds when sudden braking. A new soft-switching bidirectional DC/DC converter in discontinuous conduction mode (DCM) is researched in this paper, switching losses is reduced and efficiency is improved using such soft-switch technology. The DCM associated voltage and current ripples can be alleviated by multiphase interleaved operation, converter reliability is also improved. Finally, the experimental platform has been built, and the results illustrate that the performance of the topology proposed converter is correct and effective. Keywords：Bidirectional DC/DC converter, Soft-switching, Discontinuous conducting mode (DCM), Switching losses
基于等效励磁电感的SiC串联器件型中压双有源桥变换器的软开关技术
基于等效励磁电感的SiC串联器件型中压双有源桥变换器的软开关技术陈润田;李楚杉;姚文熙;李武华;何湘宁【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2024(39)12【摘要】基于SiC串联器件的双有源桥变换器因具有开关损耗小、功率密度高、能量控制简单等优势,有望成为中压变换场景中实现高频隔离的优选方案。
为保证SiC串联器件的可靠均压,各器件上并联大容值缓冲电容,然而该设计使变换器在传输功率较低时难以实现零电压开通,严重影响变换器的整体效率和串联器件的可靠运行。
该文通过构建SiC串联器件型中压双有源桥变换器多模态运行模型并深入分析其运行特性,提出一种基于等效励磁电感的无源软开关技术。
所提技术可通过优化外接传输电感位置的方式实现中压侧等效励磁电感参数调节,从而在无额外控制前提下实现SiC串联器件的软开关范围扩展。
最后,设计了4 kV/1 kV实验样机,实现了100 kW下运行。
实验结果显示,所提出的软开关技术能显著地扩展变换器中SiC串联器件的软开关范围,在保证SiC串联器件均压稳定性的同时能够大幅降低变换器在轻载运行时的功耗。
【总页数】14页(P3732-3745)【作者】陈润田;李楚杉;姚文熙;李武华;何湘宁【作者单位】浙江大学电气工程学院;浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院【正文语种】中文【中图分类】TM46【相关文献】1.基于双重移相控制的双有源桥DC-DC变换器的软开关2.基于GaN-HEMT器件的双有源桥DC-DC变换器的软开关分析3.基于扩展移相控制的双有源桥DC-DC 变换器的软开关4.双有源桥变换器的软开关特性分析5.串联谐振型双有源桥变换器的软开关特性研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于SiC器件的大功率交错并联Buck电路
基于SiC器件的大功率交错并联Buck电路
栾晓腾;段福兴;夏东伟
【期刊名称】《电源学报》
【年(卷),期】2018(016)001
【摘要】交错并联Buck电路能够以较低的开关频率实现高频输出,在与传统的Buck电路输出电流相同的情况下,输出的电流纹波减小,支路电流为主电路的1/2,从而减小了开关管和二极管的电流应力,在一定程度上可以提升电路效率.碳化硅(SiC)作为一种新型材料,可以在高压、大功率、高频、高温条件下应用.在大功率条件下把碳化硅和交错并联Buck电路结合起来,与硅(Si)器件进行对比,通过实验进行验证,结果证明SiC交错并联Buck电路的应用优势.
【总页数】6页(P90-94,98)
【作者】栾晓腾;段福兴;夏东伟
【作者单位】青岛大学自动化与电气工程学院,青岛 266071;青岛大学自动化与电气工程学院,青岛 266071;青岛大学自动化与电气工程学院,青岛 266071
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.基于交错并联BUCK电路的车载永磁发电系统设计 [J], 卢铁军;童亮;贾银良
2.基于全SiC器件的交错并联Boost PFC电路 [J], 周郁明;杨婷婷;鲍观甲;刘航志
3.基于ADP3181的交错并联同步BUCK电路的设计 [J], 司徒琴;姜建国;佘炎
4.SiC器件在大功率LD驱动源模块中的应用 [J], 贺涛;杨爱武;郑毅;朱虹
5.SiC功率器件在Buck电路中的应用研究 [J], 马策宇;陆蓉;袁源;秦海鸿
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基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器及
其软开关技术研究
基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器及其软开关技术研究
摘要：近年来，随着能源需求的快速增长，高效节能的电力转换技术得到了广泛关注。
基于SiC（碳化硅）器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器由于其高效率、高功率密度和低开关损耗等优点而备受研究者青睐。
本文以此为背景，围绕基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器及其软开关技术展开深入研究。
1. 引言
目前，基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器已成为电力转换领域的热点研究课题。
随着SiC器件技术的不断发展，其在高效率电力转换中的应用越来越广泛。
本文将着重探讨SiC器件及其在双向非隔离型交错并联DC-DC变换器中的应用。
2. SiC器件
2.1 SiC器件简介
碳化硅（SiC）器件是一种具有较高导热性、较高击穿电场以及较低开关损耗的新型半导体器件。
相比于传统的硅（Si）器件，SiC器件具有更低的导通压降、更高的开关频率以及更小的漏电流等优势。
这使得SiC器件成为高效率、高功率密度和高温工作的理想选择。
2.2 SiC器件在DC-DC变换器中的应用
SiC器件在DC-DC变换器中的应用主要体现在功率放大开关和光伏逆变器领域。
其特点是可以实现更大的开关频率，从而减
小变压器尺寸，提高能量传递效率。
3. 双向非隔离型交错并联DC-DC变换器
3.1 双向非隔离型交错并联DC-DC变换器原理
双向非隔离型交错并联DC-DC变换器是一种能够在同一个变换器中实现两个方向的能量流动的变换器。
其原理是通过在主拓扑结构中增加一个次级开关来实现能量的正向和反向流动。
这种结构可以实现双系统能量互传，提高整个系统的能量利用效率。
3.2 双向非隔离型交错并联DC-DC变换器的优势
双向非隔离型交错并联DC-DC变换器在应用中具有如下优势：高效能量传递、快速响应和较小的体积。
这些特点使得其在电动汽车、电池储能系统和电力电子设备等领域有着广泛的应用前景。
4. 双向非隔离型交错并联DC-DC变换器软开关技术
4.1 软开关技术简介
软开关技术是一种能够有效减小开关损耗的技术。
通过在开关器件上添加合适的电路拓扑结构，可以实现零电压或零电流切换，减小开关器件的开关损耗和电磁干扰。
4.2 软开关技术在双向非隔离型交错并联DC-DC变换器中的应用
软开关技术在双向非隔离型交错并联DC-DC变换器中的应用主要体现在降低开关器件的开关损耗和提高系统的效率。
通过合理的软开关设计，可以控制开关器件的导通和关断时间，避免能量的二次振荡，从而提高系统的性能。
5. 结论
本文研究了基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器及其软开关技术。
SiC器件作为一种具有优异性能的半导体
器件，其在高效率电力转换中的应用前景广阔。
双向非隔离型交错并联DC-DC变换器以及软开关技术的应用能够进一步提高系统的能量利用效率和电力转换效率。
随着SiC器件和软开关技术的不断发展，基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器将逐渐成为电力转换领域的主流技术
综上所述，基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC 变换器及其软开关技术具有广阔的应用前景。
通过降低开关器件的开关损耗和提高系统的效率，这项技术能够显著提高能量利用效率和电力转换效率。
随着SiC器件和软开关技术的不断发展，预计这种基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC 变换器将成为电力转换领域的主流技术。