ZVS拓扑分析
12kw储能逆变器常用拓扑
12kw储能逆变器常用拓扑12kw储能逆变器常用拓扑12kw储能逆变器是一种高效率、高可靠性的电力转换设备，它可以将直流电能转换为交流电能，从而满足各种电力需求。
在实际应用中，12kw储能逆变器常用的拓扑有以下几种：1. 单相全桥拓扑单相全桥拓扑是一种常用的12kw储能逆变器拓扑，它具有简单、可靠、成本低等优点。
该拓扑采用四个开关管，通过控制开关管的导通和截止，实现对直流电能的转换。
在实际应用中，单相全桥拓扑可以满足大部分的电力需求，但是由于其输出电压波形不够平滑，容易产生谐波，因此需要进行滤波处理。
2. 三相桥式拓扑三相桥式拓扑是一种常用的12kw储能逆变器拓扑，它具有输出电压波形平滑、输出功率大等优点。
该拓扑采用六个开关管，通过控制开关管的导通和截止，实现对直流电能的转换。
在实际应用中，三相桥式拓扑可以满足大部分的电力需求，但是由于其开关管数量较多，控制电路复杂，因此成本较高。
3. ZVS全桥拓扑ZVS全桥拓扑是一种高效率、高可靠性的12kw储能逆变器拓扑，它具有输出电压波形平滑、开关管损耗小等优点。
该拓扑采用四个开关管和两个谐振电容，通过控制开关管的导通和截止，实现对直流电能的转换。
在实际应用中，ZVS全桥拓扑可以满足高功率、高频率的电力需求，但是由于其谐振电路的存在，控制电路较为复杂。
4. LLC谐振拓扑LLC谐振拓扑是一种高效率、高可靠性的12kw储能逆变器拓扑，它具有输出电压波形平滑、开关管损耗小等优点。
该拓扑采用四个开关管、一个谐振电容和一个谐振电感，通过控制开关管的导通和截止，实现对直流电能的转换。
在实际应用中，LLC谐振拓扑可以满足高功率、高频率的电力需求，但是由于其谐振电路的存在，控制电路较为复杂。
总之，12kw储能逆变器常用的拓扑有单相全桥拓扑、三相桥式拓扑、ZVS全桥拓扑和LLC谐振拓扑。
不同的拓扑具有不同的优点和适用范围，应根据实际需求选择合适的拓扑。
同时，在设计和应用过程中，还需要考虑控制电路、滤波电路、保护电路等方面的问题，以确保12kw储能逆变器的高效率、高可靠性和安全性。
移相全桥zvs pwm变换器比较
11
基本移相控制变换器工作过程： 12种工作模式（5）
Q1
Q1 Vin Q3 D1
Q3 Q2 I2
Q1 Q4
A
C1
Q2
D2
B
C2
D3
C3
Q4
D4
C4
ip vAB
Q4 I1
Llk DR 1
Lf RL0Βιβλιοθήκη Cfvin v in
DR 2 TR (e) [t 3 , t 4]
v rect 0 t0 t1 t2 t3 t4 t5 V in/ K t6 t7 t8 t9t 10t11 t 12t 13
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超前桥臂实现ZVS
超前桥臂容易实现ZVS，输出滤波电感Lf 与谐振电感Lr串联，此时用来实现ZVS的 能量是Lf和Lr中的能量。一般来说，Lf 很大，在超前桥臂开关过程中，其电流 近似不变，等效于一恒流源。为了实现 超前桥臂的零电压开通，必须使Q1和Q3驱 动信号的死区时间满足以下关系：
Vin (C1 C3 ) 4 NCoss Vin Td ( lead ) Ip I zvs
8
基本移相控制变换器工作过程： 12种工作模式（2）
Q1 Vin Q3 D3 D1
A
C1
Q2
D2
B
D4
C2
Q1 Q4 I1
Q3 Q2 I2
Q1 Q4
C 3
Q4
C 4
ip vAB
Llk DR1
Lf
0
Cf RL
vin v in
DR 2 TR (b) [t 0 , t1]
v rect 0 t0 t1 t2 t3 t4 t5 V in/ K t6 t7 t8 t9t 10t11 t 12t 13
两种新型移相全桥ZVS-PWM变换器拓扑的比较
两种新型移相全桥ZVS-PWM变换器拓扑的比较移相全桥ZVS-PWM变换器是一种高效率、高可靠性的DC-DC变换器，其拓扑结构复杂，但是具有很好的电路性能和电气参数。
在实际应用中，有多种不同的移相全桥ZVS-PWM变换器拓扑可供选择。
本篇文章将比较两种新型移相全桥ZVS-PWM变换器拓扑，分别是基于全桥拓扑的变换器和基于三电平全桥拓扑的变换器。
1. 基于全桥拓扑的变换器基于全桥拓扑的移相全桥ZVS-PWM变换器是最常用的拓扑结构。
该拓扑结构具有轻松实现基本ZVS动作的优点，无需使用任何复杂的电路，而且具有较好的成本和设计灵活性。
在实际应用中，基于全桥拓扑的变换器通常需要使用一些辅助电路，以解决谐振现象。
优点：①电路操作简单，易于实现。
②交流侧的损耗较小。
③实现高功率密度。
缺点：①输出电压受交流电源电压的波动影响较大。
②峰值应力程度较高。
2. 基于三电平全桥拓扑的变换器基于三电平全桥拓扑的移相全桥ZVS-PWM变换器是近年来发展较快的一种拓扑结构。
该拓扑结构下，采用更多的功率器件以及更加复杂的电路拓扑，在谐振问题的处理方面具有重要的优势。
目前该拓扑结构在风能、太阳能等领域得到了广泛应用。
优点：①基本消耗无谐振的电路，减小了电路的开关损耗。
②输出电压呈三级结构，可轻松实现多种电压调节方式。
缺点：①开关器件数目增加，造成电路设计和控制难度大。
②在高频控制时可能造成比较强的谐振噪声。
综上所述，两种新型移相全桥ZVS-PWM变换器拓扑各有优缺点，在选择时应根据实际应用需求进行评估。
虽然基于三电平全桥拓扑的移相全桥ZVS-PWM变换器在谐振问题上更加优越，但其电路复杂度和控制难度也更大，适用于高要求的应用场景。
而基于全桥拓扑的移相全桥ZVS-PWM变换器则相对简单易用，更适用于低功率应用。
数据分析是一种通过数学和统计学方法对数据进行分析和解释，以准确判断数据的意义和价值的方法。
在实际工作中，数据分析在市场调研、销售预测、风险管理、财务报表分析等领域都发挥着重要作用。
浅析几种常见的PFC拓扑
浅析几种常见的PFC拓扑【摘要】AC/DC变换是电力电子技术在工业生产应用中较重要的一个方面。
如何解决AC/DC变换中产生的谐波，以及较低的功率因数已经成为电力电子技术领域中的一个主要研究方向。
本文首先从传统的AC/DC变换器拓扑分析入手，引出了功率因数基本定义、低功率因数的危害。
在这之后，本文给出并简单的分析了现在常用的一些功率因数校正电路。
【关键词】功率因数校正；AC/DC变换器；高频隔离；PFC技术；电力谐波随着电能——这一人类文明有史以来应用领域最广泛，影响人类社会工业发展最重大的能源的发现，给我们带来了极大的便利与力量，但随之而来的也有大量的问题。
电能转换装置在电网中产生大量的电流谐波和无功功率而污染电网便是这诸多问题中较棘手的一个。
在这些装置中，各种AC-DC整流装置所占的比重最大。
目前广泛应用的整流电路主要有二极管不控整流电路、晶闸管相控整流电路和由全控型器件构成的全控整流电路。
而具体的转换主要由开关电源、不可控整流器或者晶闸管整流器来完成。
其中，从380V交流电网经整流供给直流是电力电子技术及电子仪器中应用极为广泛的一种基本变流方案[1]。
在含有AC/DC变换器的电力电子装置中，DC/DC变换器或DC/AC变换器的供电电源一般是由交流市电经整流和大电容滤波后得到较为平直的直流电压，如图1.1所示。
二极管不控整流电路结构如图1.1所示。
二极管整流电路的优点：（1）结构简单，不需要控制电路；（2）可靠性高；（3）成本低。
二极管整流电路的缺点：（1）直流输出电压不可控，交流侧输入电流一般不连续；（2）交流侧输入电流非正弦，含有大量低次谐波；（3）能量只能从交流侧传递给直流侧，直流侧能量不能回馈电网；（4）虽然位移因数接近1，但由于输入电流中谐波分量很大，所以功率因数很低，一般只能达到0.65左右；（5）引起电网电压畸变，污染电网。
图1.2所示为三相晶闸管整流电路。
它可以在交流电压不变的情况下，通过改变触发角的大小来改变直流输出电压的大小，即可控整流。
大功率单路12V175A电流电源全桥移相拆解
拆解一个超大功率单路12V175A电流电源，移相ZVS全桥拓扑大家随意讨论，志在互相学习，启发。
几年以来民用开关电源拓扑没啥新东西，开关频率提高了，软开关技术越来越普及。
电源铭牌，2100W，单路12V输出175A，其实功率有2200W，看看稍后的用于机内散热的风扇，总电流有接近6A就知道了。
型号为DS2100，原雅达电子制作，有4年年纪了！是用于富士-西门子 BX600-S2小型机上冗余电源的其中一枚，使用多种技术做到高效：主风扇，台达直径9CM厚3.8cm的暴力扇，电流2.28A，全速转速在9000RPM左右：电源屁股上还有两个6CM直径3.8CM厚的暴力扇，电流1.68A，上述三个风扇合共电流接近6A：侧面图，很台达的双层结构？很雅达才对：aPFC PCB板背面，四层玻纤板，PWM PCB也是4层板~~~NPS1100AB那个也就是单面环氧板吧：雅达电源用台达风扇^^:另一个侧面看电源的双层结构：来个开膛的整体图：主变和输出滤波电感！后面会有细节无码大图~~~主变，PQ60磁芯（目测的！），一会还有更细节的该电源使用的拓扑是移相全桥ZVS拓扑，因为磁芯利用效率搞，所以一个稍小的磁芯也能做到输出大功率，当然，还有开关频率高，变压器也能缩减体积，下图是全桥开关管：4个20N60C3英飞凌COOLMOS 里面的3个~~~临时转去看aPFC电路部分，PFC控制IC用的是L4981，运用了升压ZVT转换电路，工作在软开关状态，优点是功率开关管开通损耗和二极管的反向恢复损耗都大大降低。
图中两个红色的电感为PFC电感，与PFC开关管串联后两套并联，再通过红、蓝相间的谐振电感与辅助开关管组成的谐振电路实现ZVT，红蓝相间的电感其实有两个绕组，串联使用。
辅助开关管的驱动信号由PFC开关管驱动信号通过一个单稳态多谐振荡器转换而来：一级EMI滤波线路有屏蔽，注意后面一整排的大烟囱PFC电容！NTC+继电器的开机涌浪电流抑制电路：用TOPSWITCH的反激辅助电源（产生15V的控制IC电压既5VSB待机电压），高规格的开关管，7A/900V N沟道MOSFET...整流桥用的是两个25A/600V器件并联使用：PFC电容用的是红宝石450V/470uF，耐温105度：看看四个PFC电容的PFC电容阵列...现在返回到PWM板~~~，来个整体图片，中间大块输出变压器周边的一圈、两排MOS管就是同步输出MOS管~~~由于漏极也是接的TO220管的散热片，所有管子就直接接到一块贴片上，该贴片与主变次级线圈输出焊接在一起，实现电流回路及辅助散热！在上图看到主变和主输出电感的连接方式了吧~~~这个PWM使用了接近1Mhz的开关频率，主变次级“线圈”使用的是打孔镀锡铜皮，一共6片，每片形成一匝，3匝并联成一组，共两组实现中间抽头；主输出电感使用多股线并绕，所有所有电流均由此电感通过，电感合并使用3个36mmFeSiAl磁环。
应用于组串式光伏逆变器的ZVS Boost变换器
摘 要 ：将 一种 性 能优 异 的零 电压 开 关 （ＺＶＳ）Ｂｏｏｓｔ电路拓 扑 应 用在 组 串式 光伏 逆变 器 中 ，通 过 增加 一 个辅 助 开
关 管 、谐 振 电感 、吸 收 电容 和两个 二极 管来 实现 主功率 开关 管 的 ＺＶＳ开通 。 分析 了该 ＺＶＳ Ｂｏｏｓｔ电路 的工作 模 态 ，制作 了额 定 输入 电压 ６００ Ｖ、输 出 电压 ８２０ Ｖ 的实验 样机 ，进 行 了实 验验 证 ，并进 行 了参 数优 化 ，通 过参 数
Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ：Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ（Ｎｏ．Ｅ２０１６２０３０９２）
１ 引 言
由 于传 统 光 伏 ＤＣ／ＤＣ 变 换 器 的 开 关 管 工 作 在 硬 开 关 状 态 ．故 高 频 化 不 仅 增 加 了开 关 损 耗 ，而 且 降低 了整 机 效 率 ［１］，故 软 开 关 技 术 应 运 而 生 。其 中零 转 换 电路 是 通 过 引入 辅 助 电路 ，利 用 辅 助 开 关 控 制 谐 振 元 件 的谐 振 过 程 ，实 现 了软 开 关 ，减 小 了开 关损 耗［２－３１。使 用 了一 种 性 能优 异 的 ＺＶＳ Ｂｏｏｓｔ 变 换 器 通 过 增 加 一 个 辅 助 开 关 管 、谐 振 电感 、吸 收 电容 和 两 个 二极 管来 实现 主 功 率 管 和 辅 助 管 的 软 开 关 ，属 于 零 转 换 技 术 。在 开 关 管 开 通 时 ，由 于 谐 振 电感 的存 在 ，主 开 关 管 可 实 现 ＺＶＳ开 通 。辅 助 开 关 管 可 以近 似 实 现 零 电流 开 通 。在 开 关 管 关 断 时 ，吸收 电容的存在能够限制主开 关管和辅助开 关 管两端 电压 上升 的斜 率 ，实现 ＺＶＳ关 断。此外 ，开 关 管 的 电压 应 力 并 未 因 软 开 关 的 实 现 而 增 加 ，所 用 的 两 个 开 关 管 的最 大 电压 应 力 均 为 输 出 电压 。
移相全桥ZVS 及ZVZCS 的拓扑结构分析
移相全桥ZVS 及ZVZCS 的拓扑结构分析
1. 引言
移相控制方式是控制型软开关技术在全开关PWM 拓扑的两态开关模式（通态和断态）通过控制方法变为三态开关工作模式（通态断态和续流态），在续流态中实现开关管的软开关。
全桥移相ZVS-PWM DC/DC 变换拓扑自出现以来，得到了广泛应用，其有如下优点：
●充分利用电路中的寄生参数（开关管的输出寄生电容和高频变压器的漏感，实现有源开关器件的零电压开关）
●功率拓扑结构简单
●功率半导体器体的低电压应力和电流应力
●频率固定
●移相控制电路简单
全桥移相电路具有以上优点，但也依然存在如下缺点：
●占空比丢失
●变压器原边串联电感和副边整流二极管寄生电容振荡
●拓扑只能在轻载到满载的负载范围内，实现零电压软开关
目前该拓扑的研究及成果主要集中在以下方面
●减小副边二极管上的电压振荡
●减少拓扑占空比丢失
●增大拓扑零电压软开关的负载适应范围
●循环电流的减小和系统通态损耗的降低
2. 典型的zvs 电路拓扑
2.1 原边串联电感电路。
MOSFET开关管在零压开关(ZVS)转换器内的工作特性
MOSFET 开关管在零压开关(ZVS)转换器内的工作特
性
近几年来，开关电源市场对高能效、大功率系统的需求不断提高，在此拉动下，设计人员转向寻找电能损耗更低的转换器拓扑。
PWM 移相控制全桥转换器就是其中一个深受欢迎的软硬结合的开关电源拓扑，能够在大功率条件下达取得高能效。
本文旨在于探讨MOSFET 开关管在零压开关(ZVS)转换器内的工作特性。
1 前言
零压开关移相转换器的市场定位包括电信设备电源、大型计算机或服务器以及其它的要求功率密度和能效兼备的电子设备。
要想实现这个目标，就必须最大限度降低功率损耗和无功功率，通过提高转换器的开关频率是一个可行的办法，但是高开关频率会导致开关损耗上升，这与提高能效的目标背道而驰。
有效的解决办法是采用零压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)转换器拓扑，这种方法确保开关管在状态转换前是零电压或零电流，特别值得一提地是，零压开关方法可保证开关管在导通前管两端为零电压，从而消除了开关电流和电压波形重叠导致的功率损耗问题。
过零开关方法有很多优点，例如，线性控制恒频工作、在功率电路内整合杂散电容或电阻、低EMI 电磁干扰，但是缺点也不少，例如，移相控制器设计复杂、整流管振荡频率和过冲现象、轻载条件下的软开关损耗。
最近，集成化控制器的上市降低了移相控制器设计的复杂程度，同时选择专门的开关管可以解决轻载开关功耗问题。
MOSFET 的某些电特性有助于系统降低故障概率。
本文介绍故障概率最高的开关顺序。
2 零压开关拓扑介绍。
低压大电流大功率软开关全桥变换器拓扑结构分析
低压大电流大功率软开关全桥变换器拓扑结构分析*杨钰辉 **(南京船舶雷达研究所,江苏南京210003)摘 要:分析研究了低压大电流全桥变换器电路拓扑结构。
分别介绍了功率变压器初级移相控制零电压(ZVS)P WM和移相控制零电压零电流(ZVZCS)P WM软开关全桥变换器主电路拓扑结构,以及功率变压器次级适宜采用的不同电路拓扑形式,并对其优缺点进行了对比分析。
文中简要说明了在变换器输入级加入功率因数校正环节的必要性。
关键词:发射机;变换器;拓扑结构中图分类号:TN830 文献标识码:A 文章编号:1009-0401(2007)04-0047-04 The topol ogical anal ysis of the f u ll bri dge converter based on lo w voltage,h i gh curre nt,h i gh po wer soft s w itchesY ANG Yu hui(N anjing M arine Radar Institute,N anjing210015,China)A bstract:I n th is paper,the topo log ical struct u re o f t h e lo w voltage,h i g h curren,t full bridge(FB) converter is ana l y zed.The m a i n c ircuit topolog ies of the Z VS P WM and ZVZCS P WM based so ft s w itc h i n g,full bridge converters used i n the pri m ary stage of the transfor m er are intr oduced.Besi d es,the d ifferent circu it topolog ical structures of the secondary stage o f the transfor m er are presented w ith the ir advantages and d isadvantages co m pared.The necessity of addi n g a part for pow er factor correction i n the i n put stage of t h e converter is g i v en briefly.K eyw ords:solid state trans m itter;converter;topo l o g i c al structure1 引 言随着固态功率放大技术的发展,固态脉冲雷达发射机所需电源的功率也随之增大。
AHB 直流变换器的 ZVS 原理分析与控制
AHB 直流变换器的ZVS 原理分析与控制Z"#$%&’(&$)*+’,)-.&.,’/01’2%1)31%+456076001’8*%2*%张友军（苏州大学机电工程学院，苏州215021）摘要针对一种小功率的不对称半桥AHB 直流变换器。
利用其变压器励磁电流实现开关管零电压开关ZVS ，采用同步整流控制和突发模式控制技术，可以有效地提高变频器的效率和减少待机功耗。
关键词变换器零电压开关同步整流突发模式控制待机功率AbstractFor a kind of Asymmetrical Half Bridge（AHB ）DC/DC converter ，the operation principle and its control method are analyzed and studied in this pa-per.By using the magnetizing current of the transformer ，Zero Voltage Switching（ZVS ）is realized for the switches of the converter ，which suits low power situ-ation.A 150W prototype was manufactured.Its experiment and test results show that the efficiency can be improved and the standby power loss decreased by adopting synchronous rectifying and burst mode control.Keywords ConverterZero Voltage Switching （ZVS ）Synchronous rectifyingBurst mode controlStandby power0引言各种电子电子变换器在对电能进行处理的时候，存在多种能量损耗。
zvs原理
zvs原理ZVS原理。
ZVS（Zero Voltage Switching）原理是一种电力电子技术，它可以在开关器件（如MOSFET或IGBT）的导通和关断过程中，使电压降至零，从而减小开关器件的损耗并提高效率。
ZVS技术在电力变换器和逆变器中得到广泛应用，能够有效降低功率损耗，提高系统效率，减小电磁干扰，延长系统寿命，因此备受关注。
ZVS原理的核心思想是利用电感和电容的能量存储特性，在开关器件导通和关断时，通过合理的电路设计和控制方法，使得电压和电流波形能够在零电压或零电流点附近实现切换，从而减小开关损耗。
在传统的开关电源中，由于开关器件在导通和关断时会产生大量的开关损耗，导致系统效率低下，而ZVS技术则可以有效降低这部分损耗，提高系统效率。
在ZVS原理的应用中，常见的电路拓扑包括LLC谐振变换器、全桥变换器等。
在LLC谐振变换器中，通过合理设计电感、电容和开关器件的参数，可以实现在开关器件导通和关断时，电压和电流波形能够在零点附近实现切换，从而减小开关损耗，提高系统效率。
而全桥变换器则通过合理控制开关器件的触发时机，实现在零电压或零电流点附近实现开关，从而实现ZVS操作。
除了在电力变换器中的应用，ZVS原理也被广泛应用在逆变器中。
在逆变器中，通过ZVS技术可以降低开关器件的损耗，提高系统效率，减小电磁干扰，提高系统可靠性。
这对于太阳能逆变器、风能逆变器等具有重要意义，可以提高可再生能源系统的整体性能。
总的来说，ZVS原理作为一种重要的电力电子技术，具有降低功率损耗、提高系统效率、减小电磁干扰、提高系统可靠性等优点，在电力变换器和逆变器中得到了广泛的应用。
随着电力电子技术的不断发展，ZVS技术也将不断完善和推广，为电力电子系统的性能提升提供更多可能性。
移相全桥ZVS变换器整流桥寄生振荡的抑制.
移相全桥ZVS变换器整流桥寄生振荡的抑制作者：皮之军上传时间：2006-7-26 13:37:56摘要：移相全桥ZVS变换器是中大功率DC/DC变换场合的理想拓扑之一，但在其输出整流二极管反向恢复时，整流桥产生寄生振荡，二极管上存在很高的尖峰电压。
这将带来电路损耗，并影响整流桥的使用寿命。
本文分析了振荡产生的原因，并介绍了抑制的方法。
重点分析了一种原边加箝位二极管的缓冲电路形式，制做了一个5.5kW样机，并给出了对比实验结果。
叙词：寄生振荡；尖峰电压；箝位二极管Abstract：There exists a problem of the Phase-shifted full-bridge zero-voltage-switching(PS-FB-ZVS) PWM converter, which is widely used at medium and high power levels, that the output rectifier diodes suffer the parasitic oscillation and voltage spike resulted by the reverse recovery of the rectifier diodes. In this paper, the reasons and restraining methods are discussed, and a novel ZVS converter is proposed which adopts two clamping diodes in the first side of transformer. The operation principle of the novel converter is analyzed and the experimental results of a 5.5kW prototype converter are also given. Keyword：parasitic oscillation; voltage spike; clamping diodes1引言移相全桥零电压开关PWM变换器(PS-FB- ZVS-PWM converter)利用变压器的漏感或原边串联电感和功率管的寄生电容或外接电容来实现零电压开关,同时又实现了PWM控制。
VICOR专利拓扑原理分析 之 ZVS BUCK-BOOST
VICOR专利拓扑原理分析 之 ZVS BUCK-BOOSTVICOR PRM模块是一款非隔离的稳压升降压电源。
最大功率能做到500W，最大体积：32.5*22*6.73mm,效率能够达到97.8%，采用的是VICOR的ZVS BUCK-BOOST拓扑。
因为是软开关技术，开关频率能够达到2MHZ。
下面分析下工作原理：ZVS BUCK-BOOST工作在三个模式：Vin<Vout; Vin=Vout; Vin>Vout当Vin<Vout时：1.Q1与Q4导通（上一个周期的电感储存的能量使得Q1零电压导通），电感L充电储能，电感上电压等于输入电压Vin,电感电流从零线性上升。
Q4关断，电感电流不能突变，Q4结电容充电，Q3结电容放电，Q3 Vds电压接近于零，为零电压开通创造条件。
2. Q3零电压导通，电感上电压大小为Vout-Vin,电感开始给输出传递能量，电感电流开始线性下降。
关断Q1，电感L继续放电，Q1结电容充电，Q2结电容放电，直到Q2体二极管导通，为Q2零电压导通创造条件3. Q2零电压导通，电感L继续放电，电感两端电压为Vout,电流变小，直到电感放完电电感L放完电后，电感反向充电，当电感中出现反向小电流时，关断Q3，电感电流不能突变，Q3结电容充电，Q4结电容放电，为Q4零电压导通创造条件4. Q4零电压导通，电感两端电压为零，所以di/dt=0,电感电流很小为常数，恒定不变。
关断Q2，电感电流不能突变，Q2结电容充电，Q1结电容放电，直到Q1体二极管导通，为Q1零电压导通创造条件这样就是一个完整的开关周期。
当Vin=Vout时，第一个过程相同（Q1，Q4导通），第二个过程（Q1，Q3导通），因为输入电压等于输出电压，所以电感上电压等于零，电感上电流恒定不变。
下面是整个周期的电感电压，电流波形。
与Vin<Vout不同文件名: 新建 Microsoft Office Word 文档.docx目录: C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents 模板: C:\Documents and Settings\Administrator\Application Data\Microsoft\Templates\Normal.dotm标题:主题:作者: 关键词:备注:创建日期: 2014‐6‐21 9:38:00修订号: 1上次保存日期:上次保存者:编辑时间总计: 0 分钟上次打印时间: 2014‐6‐21 9:40:00打印最终结果页数: 5字数: 123 (约)字符数: 705 (约)。
准谐振反激式拓扑、LLC谐振转换器拓扑
准谐振和谐振转换-两种提高电源效率的技术全球对能源成本上涨、环保和能源可持续性的关注正在推动欧盟、美国加州等地的相关机构相继推出降低电子设备能耗的规范。
交流输入电源，不论是独立式的还是集成在电子设备中的，都会造成一定的能源浪费。
首先，电源的效率不可能是100% 的，部分能量在电源大负载工作时被浪费掉。
其次，当负载未被使用时，连接交流线的电源会以待机功耗的形式消耗能量。
近年来，对电源效率等级的要求日趋严格。
最近，80% 以上的效率已成为了基本标准。
新倡议的能效标准更是要求效率达到87%及以上。
此外，只在满负载下测量效率的老办法已被淘汰。
目前的新标准涉及了额定负载的25%、50%、75% 和100% 这四个点的四点平均水平。
同样地，最大允许待机功耗也越来越受到限制，欧盟提议所有设备的待机功耗均应低于500mW，对于我们将讨论的电视机，则小于200mW。
除专家级的高效率电源设计领域之外，电子设备中所用的功率范围从1W 到500W的交流输入电源，一直以来主要采用两种拓扑：标准(或硬开关) 反激式(flyback) 拓扑，和双开关正激拓扑。
这两种拓扑都很易于理解，而它们存在的问题，以及如何予以避免，业界都已有充分的认识。
不过，随着对效率的要求不断提高，这两种拓扑将逐渐为三种新的拓扑所取代：准谐振反激式拓扑、LLC谐振转换器拓扑和不对称半桥拓扑。
准谐振反激式拓扑已被成功用于最低功率级到200W以上的范围。
在70W-100W范围，LLC谐振转换器比准谐振反激式拓扑更有效。
而在这两个功率级之上，不对称半桥转换器也很有效。
工作原理准谐振和谐振拓扑都能够降低电路中的导通开关损耗。
图1对比了连续传导模式(CCM) 反激式、准谐振反激式和LLC 谐振转换器的导通开关波形。
所有情况下的开关损耗都由下式表示：这里，PTurnOnLoss 为开关损耗；ID 为漏极电流；VDS 是开关上的电压；COSSeff 是等效输出电容值(包括杂散电容效应)；tON 是导通时间，而fSW 是开关频率。
UCC28950移相全桥设计的指南
UCC28950移相全桥设计指南一，拓扑结构及工作原理(1) 主电路拓扑本设计采用ZVZCS PWM移相全桥变换器，采用增加辅助电路的方法复位变压器原边电流，实现了超前桥臂的零电压开关(ZVS)和滞后桥臂的零电流开关(ZCS)。
电路拓扑如图3.6所示。
图3.6 全桥ZVZCS电路拓扑当1S、4S导通时，电源对变压器初级绕组正向充电，将能量提供给负载，同时，输出端钳位电容Cc充电。
当关断1S时，电源对1CC通过变压器初级绕组放电。
由于1C的存在，1S为零电压关断，此时变压器漏感k L和输出滤波电感o L串联，共同提供能量，由于充电，2Cc的存在使得变压器副边电压下降速度比原边慢，导致电位差并产生感应电动势作用于k L，加速了2C的放电，为2S的零电压开通提供条件。
当Cc放电完全后，整流二极管全部导通续流，在续流期间原边电流已复位，此时关段4S，开通3S，由于漏感k L两边电流不能突变，所以4S为零电流关断，3S为零电流开通。
(2) 主电路工作过程分析[7]半个周期内将全桥变换器的工作状态分为8种模式。
①模式1图1 模式1主电路简化图及等效电路图②模式2图2 模式2简化电路图③模式3图3模式3简化电路图④模式4图4模式4主电路简化图及等效电路图⑤模式5图5模式5 主电路简化图及等效电路图⑥模式6图6 模式6主电路简化图及等效电路图⑦模式7图7模式7主电路简化电路图⑧模式8图8 模式8主电路简化电路图二，关键问题1：滞后臂较难实现ZVS原因：滞后臂谐振的时候，次级绕组短路被钳位，所以副边电感无法反射到原边参加谐振，导致谐振的能量只能由谐振电感提供，如果能量不够，就会出现无法将滞后臂管子并联的谐振电容电压谐振到0V.解决方法：①、增大励磁电流。
但会增大器件与变压器损耗。
②、增大谐振电感。
但会造成副边占空比丢失更严重。
③、增加辅助谐振网络。
但会增加成本与体积。
2，副边占空比的丢失原因： 移相全桥的原边电流存在着一个剧烈的换流过程，此时原边电流不足以提供副边的负载电流，因此副边电感就会导通另一个二极管续流，即副边处于近似短路状态；Dloss 与谐振电感量大小以及负载RL 大小成正比，与输入电压大小成反比。
ZVS移相全桥变换器设计
ZVS移相全桥变换器设计ZVS（Zero Voltage Switching，零电压开关）全桥变换器是一个常见的DC-DC转换器拓扑结构，可以实现高效率和高电源密度。
在设计ZVS全桥变换器时，需要考虑一系列的参数和约束条件。
在本文中，将详细介绍如何设计ZVS全桥变换器，并讨论其性能和优缺点。
首先，我们需要确定输入和输出电压的范围。
这些值将决定变换器的设定参数，如变压器的变比和磁性元件的尺寸。
同时，我们还需要确定输出功率的要求，以便选取合适的开关器件和电感电容元件。
接下来，我们需要选择合适的开关器件。
对于ZVS全桥变换器，常用的开关器件有MOSFET和IGBT。
MOSFET具有低导通压降和高开关速度的特点，适合在高频率下工作。
而IGBT则具有低导通压降和高断开速度的特点，适合在高压应用下工作。
根据具体的应用需求，可以选择适合的开关器件。
在变换器的设计过程中，需要考虑开关频率和谐振电容电感网络的设计。
开关频率决定了变压器的尺寸和磁性元件的损耗。
一般来说，较高的开关频率可以实现更小的尺寸和更高的效率，但也会增加开关器件的损耗。
谐振电容电感网络的设计是为了实现ZVS开关操作，减少开关过程中的损耗和开关噪声。
可以通过选择合适的电感和电容元件来实现ZVS操作，减少开关器件的压降和功率损耗。
一般来说，ZVS全桥变换器需要设计控制电路来实现准确的输出电压调节和保护功能。
常用的控制技术包括PWM（脉宽调制）控制和反馈控制。
通过PWM控制器，可以实现对开关器件的控制，调节输出电压。
反馈控制则通过比较输出电压与参考电压的差异，并根据差异值来调节开关器件的控制信号。
通过合理的控制策略，可以实现稳定的输出电压和良好的动态响应。
除了上述设计考虑因素，还需要关注保护机制和EMI（电磁干扰）滤波设计。
保护机制是为了确保变换器的安全运行，防止过电流、过温度和过压等故障事件。
常见的保护技术包括电流限制、温度监测和电压保护等。
EMI滤波设计则是为了减少变换器对周围环境的电磁干扰。
全桥硬开关.ZVS同步整流创造转换效率的高峰
全桥硬开关ZVS ZCS同步整流创造DC/DC效率的高峰在了解美国优秀DC/DC制造商的产品及技术时，发现银河公司（Galaxy power）的DC/DC给出了最高的转换效率。
我们测试了它的工作波形，并且画出了它的等效电路，测试转换效率，在48V输入时，高达94%以上。
下面给出其原理电路和工作波形。
见图1和图2。
图1 Galaxy公司150W半砖DC/DC变换器原理电路图2 工作波形图经过对电路的分析，对照，我们总结出下面若干条技术特色。
1．初级侧硬开关全桥电路拓扑，PWM IC为UCC3808A，四只功率MOSFET为VISHA Y公司最优秀的MOSFET 为Si4480，耐压80V，导通电阻9mΩ,开关速度为30ns,工作频率200khz。
从Vin+~Vin-回路中没有设置电流取样回路。
从而没有取样电阻的损耗。
2．次级侧采用ZVS ZCS同步整流，驱动信号由UCC3808A给出，经高速光耦传至二次侧，同步整流MOSFET为Si4840导通电阻为3mΩ，每侧四只并联共计8只，同步整流只有导通损耗及驱动损耗。
3．变压器及输出滤波电感体积取得较大。
磁密，电密都较低。
大电流为铜片组成的绕组。
绝缘层占的磁心窗口面积很小，大部分为导体。
4．采用了小型8引线的微处理器，型号为MICROCHIP公司的PIC12C671小MCU,该芯片为SO-8封装，它控制了输入过压，欠压关断，输出过流保护，输出短路保护，输出过压保护以及半砖DC/DC的过热保护。
ON/OFF端的控制也由小MCU完成，但外围元件很少。
从其中我们看到如下几点：1．对电压较高电流较小时，加上最新科技的MOSFET，硬开关状态损耗并不大。
2．对低电压大电流（5V 30A 150W）时，软开关的同步整流效果十分明显，对效率的提升起到了很大作用。
3．MOSFET的三大技术指标，导通电阻，栅驱动电荷及开关速度是最大的影响效率的因素。
优秀的MOSFET不仅导通电阻极低，而且栅驱动电平低，电荷少，开关速度快，是提升转换效率之关键因素。
软开关电路可以分为哪几类？其典型拓扑分别是什么样的？各有什么特点
软开关电路可以分为哪几类？其典型拓扑分别是什么样的？各有什么特点?软开关电路主要可以分为以下几类：1.软开关DC-DC转换器：软开关DC-DC转换器主要用于转换直流电源的电压或电流。
典型的软开关DC-DC转换器拓扑包括LLC谐振转换器、LCC谐振转换器、ZVS（Zero Voltage Switching）和ZCS（Zero Current Switching）转换器等。
这些拓扑结构通过使用适当的电感和电容元件，实现在开关器件开关或关断时零电压或零电流的情况，降低开关器件的损耗并提高效率。
2.软开关AC-DC变换器：软开关AC-DC变换器主要用于将交流电源转换为直流电源。
典型的软开关AC-DC变换器拓扑包括LLC谐振变换器、LCC谐振变换器、全桥谐振变换器等。
这些拓扑通过使用谐振元件实现在开关器件开关或关断时达到零电压或零电流的条件，减少开关器件的损耗，提高变换器的效率。
3.软开关电力逆变器：软开关电力逆变器主要用于将直流电源转换为交流电源。
典型的软开关电力逆变器拓扑包括LLC谐振逆变器、LCC谐振逆变器、全桥谐振逆变器等。
这些拓扑结构通过使用谐振元件实现在开关器件开关或关断时达到零电压或零电流的条件，减少开关器件的损耗，提高逆变器的效率。
4.软开关交流驱动器：软开关交流驱动器主要用于交流电机的速度控制和驱动。
典型的软开关交流驱动器拓扑包括LLC谐振驱动器、LCC谐振驱动器、全桥谐振驱动器等。
这些拓扑结构通过使用谐振元件实现在开关器件开关或关断时达到零电压或零电流的条件，减少开关器件的损耗，提高交流电机的控制精度和效率。
不同软开关电路拓扑的特点如下：•LLC谐振拓扑：具有高效率和低损耗，适用于高功率应用，但拓扑结构复杂，控制较为复杂。
•LCC谐振拓扑：具有高效率和较低损耗，但电感元件的选取较为关键，控制较为复杂。
•全桥谐振拓扑：通过控制开关器件的工作状态和时间，实现零电压或零电流切换，减小开关损耗，适用于高功率和高频率应用。
单管zvs控制电路 -回复
单管zvs控制电路 -回复
1.单管ZVS控制电路是一种常用的电路拓扑结构。
2.这种电路可以实现零电压开关，减小了开关损耗。
3.单管ZVS控制电路通过调整频率和占空比来控制开关功率。
4.该电路具有高效率和高响应速度的特点。
5.单管ZVS控制电路适用于电力电子系统中的高功率应用。
6.这种电路常用于直流-直流变换器或直流-交流逆变器中。
7.单管ZVS控制电路能够有效降低开关器件的工作温度。
8.该电路还能提高系统的可靠性和稳定性。
9.这种控制电路一般由高频变压器、开关管和电容器等组成。
10.单管ZVS控制电路的设计需要考虑电压和电流的波形情况。
11.这种电路设计需要进行电磁兼容性测试。
12.单管ZVS控制电路能够实现电压和电流的精确控制。
13.该电路还可以实现零电压开关过程中的零电流损耗。
14.这种电路对于电力损耗的降低有着重要作用。
15.单管ZVS控制电路的工作原理较为复杂。
16.该电路需要合理安排开关频率和占空比的选择。
17.单管ZVS控制电路通常需要使用高频变压器来实现零电压开关。
18.这种电路的控制算法需要进行动态调整和优化。
19.单管ZVS控制电路具有很高的工作稳定性。
20.该电路的设计需要考虑到电感和电容的选择与匹配。
21.单管ZVS控制电路能够降低系统的电磁干扰。
22.这种电路常用于电力电子领域的高效能应用。
23.单管ZVS控制电路的性能也需要考虑到设备的散热和保护等问题。
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电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab
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电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 二极管反向恢复问题
图3 二极管反向恢复特性曲线
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 二极管反向恢复问题
二极管在开关电源中应用非常之多，由于开关电源通常工作在 高频条件下，这样二极管就会迅速开通和关断，在其快速开通和关 断条件下，难免会产生较高的电压尖峰和开关损耗，这就叫反向恢 复现象。 一般的二极管就一PN结（肖特基除外）。PN结结构的二极管， 其P区、N区都有多数载流子和少数载流子，PN结内的载流子都存在 着扩散运动和飘移运动。扩散运动是由载流子浓度不同而引起的； 漂移运动则是因电场作用引起的。二极管两端加正电压时，扩散运 动超过飘移运动 ,P 区与 N 区的多数载流子都不断地 向对方区域 扩散,并在对方 区域中有相当数量的存储。此时,若在二极管两端突 加反向电压,PN 结 内的飘移运动超过扩散运动,上述的存储电荷在 电场的作用下将回到己方区域 ,或者被复合掉 ,这样就产生了一个 反向电流。
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 二极管反向恢复问题
在这一反向电流的作用下,存储电荷被全部扫出,PN结交界处耗尽 层的势垒高度增加,反向电流给二极管并联寄生电容充电,二极管 电 压开始反向增大。电容电压达到一定值后,反向电流减少为二极管的 反向饱合电流值IR ,二极管反向恢复的过渡过程结束。在这一过程 中,反向电流( 最大值记为IRM) 在二极管内产生反向恢复损耗 ,反 向电流如果流过电路中其它元件 ,还会产生附加损耗 。又由于二极 管串联寄生电感和并联寄生电容的作用,二极管两端会产生较高的反 向电压浪涌。
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 二极管反向恢复问题
图4 二极管反向恢复等效电路
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 二极管反向恢复问题
解决功率二极管反向恢复的方法 为解决功率二极管反向恢复问题已经出现了很多种方案。一种 思路是从器件本身出发 ,寻找新的材料力图从根本上解决这一问题 ,比如碳化硅二极管的出现带来了器件革命的曙光 ,它几乎不存在 反向恢复的问题 。另一种思路是从拓扑角度出发 ,通过增加某些 器件或辅助电路来使功率二极管的反向恢复得到软化。目前 ,碳化 硅二极管尚未大量进人实用 ,其较高的成本制约了普及应用 ,大量 应用的是第二种思路下的软化电路。
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 软开关的由来和基本概念
2 软开关的概于功率器件的开关过程不是瞬时完成的，在开关过 程会存在电压和电流重叠的时候，此刻就为开关直接开关的情况下的 功率损耗情况，可以看出此时的损耗是相当大的。
图2 改进的移相ZVS全桥结构
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 改进的ZVS变换拓扑
改进的ZVS拓扑优缺点分析： 优点:不仅拓宽了结构拓扑滞后桥臂在轻载条件下零电压开关的实 现，降低了开关损耗，还消除了副边整流二极管的电压震荡，缩短 了其反向回复时间，提高了结构的效率。 缺点：引进了两二极管增加了传导损耗，二极管的反向恢复严重。
图6 串入复位绕组ZVS移相全桥拓扑
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 考虑箝位二极管反向恢复的ZVS移相全桥拓扑
图7 加入辅助变压器的ZVS移相全桥
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 考虑箝位二极管反向恢复的ZVS移相全桥拓扑
1 根据软开关的发展历程可将软开关电路大致分为一下几类： 1）准谐振电路 ZVS QRC;ZCS QRC;ZVS QRC; Resonant DC Link(用于逆变器的谐 振直流环）。谐振电路中的电压或电流波形为正弦半波称为准谐振。 作用：减小开关损耗和降低开关噪声 危害：谐振峰值电压高，要求开关应力大，谐振电流有效值大，通态 损耗大，谐振周期随输入电压、负载变化而变化，变频不好控制。 2）零开关PWM电路 ZVS PWM; ZCS PWM。 较谐振电路相比，该电路电流和电压基本上是方波，有较缓的上升和 下降斜率，开关应力低，恒频率控制方便。 3）零转换PWM电路 ZVT PWM;ZCT PWM。
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 软开关的由来和基本概念
2）软开关动作
经过软开关之后可以看出开关管的损耗大大减小了，这样就有助 于变换器的效率提升。
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 软开关的发展及分类
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 软开关的发展及分类
2 软开关的发展趋势 1）普遍性 2）开关频率高，重新利用谐振电路 3）组合简单电路获得高性能电路结构
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1 1 1 1 E CiU i2 CiU i2 CTrU i2 CiU i2 CTrU i2 2 2 2 2
C 式中 C 为开关管的结电容， 为变压器初级绕组的寄生电容，U 为输 入电压。 超前桥臂实现ZVS相对来说比较容易，滞后桥臂实现起来相对 困难一些。
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电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 基本的ZVS变换拓扑
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab
改进的ZVS移相全桥拓扑的分析
作者 冯海兵 导师 于月森 专业 电源与嵌入式组
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 主要内容 1 基本ZVS拓扑介绍 2 原始ZVS拓扑及存在问题分析 3 目前使用的改进型ZVS拓扑结构 4 遗留问题探讨
滞后桥臂ZVS实现的条件相对恶劣，原因是由于在滞后桥臂开关 管交换开通时，副边的整流二极管处于换流阶段，两二极管同时开 通，是变压器副边短路，使原边电压箝位在0，原副边隔离无能量流 通，此时滞后桥臂开关管结电容的充放电全靠变压器漏感中能量实 现。解决办法：1）增大电流（励磁电流），2）增大谐振电感。 另外，还涉及到一个占空比丢失的问题，在原边电压换向的时 刻，电压已经换向，但电流却是与电压相反的方向，此时电压要对 谐振电感作用，使其电流迅速下降并反向增大，在此过程中，当原 边电流小于副边滤波电感电流时，不向副边功能，因此称为占空比 丢失。以前的解决办法就是减小变压器原边与副边的变比，但这也 会带来新的问题。 为此提出了新的解决滞后桥臂ZVS实现的方案。
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 基本的ZVS变换拓扑
要实现开关管的零电压开通，必须有足够的能量来：1）抽走将 要开通的开关管结电容上的电荷；2）给即将关断的开关管结电容充 电；3）同时要考虑变压器初级绕组的寄生电容上的电荷。 即所需的能量为：
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab
3目前使用的改进型ZVS拓扑结构
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 改进的ZVS变换拓扑
为了改进之前所述基本移相的ZVS全桥拓扑存在的缺点，后面 使用过程中提出了一种能改善滞后桥臂ZVS范围的结构。如下图所 示。
图8 用MOSFET替代二极管副边加缓冲电路的ZVS移相全桥
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 考虑箝位二极管反向恢复的ZVS移相全桥拓扑
图9 加入辅助变压器用MOSFET替换二极管的的ZVS移相全桥
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 遗留问题探讨
2 原始ZVS拓扑及存在问题分析
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 基本的ZVS变换拓扑
图1 基本ZVS全桥变换结构
对于该拓扑的详细工作模式详见电源类书籍（现代高频开关电源 技术及应用，开关电源设计第二版或第三版）。下面介绍一下其ZVS 实现条件。
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 二极管反向恢复问题
增加辅助元器件来抑制反向恢复
图5 几种解决二极管反向 恢复常用方法
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 考虑箝位二极管反向恢复的ZVS移相全桥拓扑
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1 基本ZVS拓扑介绍
电力电子与电力传动实验室 Power Electronics and Electrical Drive Lab 软开关的由来和基本概念