移相全桥软开关升压变换器的研究

基于对上述无源辅助网络ZVS PWM全桥变换器的研究,提出了一种改进型的无源辅助网络ZVS PWM全桥变换器。和原无源辅助网络ZVS PWM全桥变换器相比,该电路拓扑的辅助网络只是在器件连接方式上作了改变。改进型无源辅助网络全桥变换器不仅能使所有开关管实现软开关,而且辅助网络提供的能量全部用来帮助开关管实现软开关,提高了变换器的效率。仿真和试验都表明该改进型辅助网络ZVS PWM全桥变换器具有更优良的性能。
其次,对选定的主电路拓扑结构进行电路设计,给出主电路中各参量的设计及参数的计算方法,包括输入、输出整流桥及逆变桥的器件的选型,输入整流滤波电路的参数设计、高频变压器及谐振电感的参数设计以及输出整流滤波电路的参数设计。
然后,论述移相控制电路的形成,对移相控制芯片进行选择,同时对移相控制芯片UC3875进行详细的分析和设计。对主功率管MOSFET的驱动电路进行分析和设计。
本文首先对一种采用无源辅助网络的ZVS PWM全桥变换器进行了深入研究。通过在变换器中加入一个无源辅助网络,该全桥变换器不仅能在所有负载范围和整个输入电压范围内实现所有开关管的零电压开通,而且抑制了整流二极管的电压振荡和副边占空比丢失。该辅助网络采用无源器件,简化了电路结构;且变换器采用PWM移相控制,使控制电路设计比较容易。本文详细分析了该变换器的工作原理和特性,给出了参数设计原则和控制方法。仿真和实验都表明该无源辅助网络ZVS PWM全桥变换器具有优良的性能。
7.会议论文王川云.周波.刘闯双凸极电机两种主电路拓扑的分析与比较2001
双凸极电机是90年代出现的一种新型交流调速电机,是交流电机调速与传动领域近年来继开关磁阻电机之后又一新的研究方向.本文介绍双凸极电机调速系统的两种主电路拓扑,并从理论和仿真两个角度对这两种主电路拓扑进行了分析和比较,并给出了结论.
本文首先介绍了埋弧自动焊的原理、特点、发展历史、目前国内外的研究现状。接着对弧焊逆变器的发展现状、趋向作了简要介绍,针对目前弧焊逆变器存在的主功率管开关应力大、整机损耗大、可靠性低以及对电网造成的污染等缺点,提出了用软开关技术来解决这些问题,对本文采用的方案——有限双极性控制的零电压零电流全桥变换器(ZVZCS PWM)的工作原理、微观变换过程进行了系统的理论分析。
4.会议论文陈道炼.郑翔骥.李睿圆.林贝全桥Boost型高频环节AC-AC变换器研究2007
首次提出了全桥Boost型高频环节AC-AC变换器电路拓扑,它是由储能电感、输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成。深入分析研究了这种变换器的稳态原理与移相控制策略,获得了关键电路参数的设计准则。原理试验结果证实了这种变换器的可行性,为优良性能的正弦交流稳压器、调压器、电力电子变压器和同频波形变换器奠定了关键技术基础。
最后提出了一种辅助谐振网络的零电流全桥变换器,该辅助网络位于高频变压器的原边。该变换器不仅能在很宽的负载范围内实现所有主开关管和辅助开关管零电流关断,而且不会增加主开关管的电流应力。辅助二极管也能实现软换流。文中详细分析了该变换器的工作原理和特性,最后通过一台
随着软开关技术特别是零电压软开关技术的应用,各种软开关全桥变换器拓扑相继被提出,而其中以移相控制ZVS全桥变换器最为有名,其控制策略简单实用,电路性能好。但是在传统移相控制ZVS全桥变换器中,存在两个突出的问题:变换器的滞后桥臂开关管在轻载或空载条件下难以实现软开关;另外就是由于变压器原边有较大的漏感或串电感,带来较大的占空比丢失,限制了输入电压和负载范围,降低了效率。因此人们不断尝试一些新措施以克服这些缺陷,比如增加变压器磁化电流技术,并联辅助谐振网络等等。这些新技术和新拓扑的提出使滞后桥臂开关管的工作条件大为改善。但是却是以牺牲效率和电路可靠性为代价的。本论文是在现有零电压全桥变换器的基础上,寻找一种能够在不增加电路复杂性,不降低电源效率的前提下,使滞后桥臂开关管实现零电压开通变得容易的方法。并且研究了现在全桥的两种控制方法:移相控制方法和有限双机性方法,对这两种方法对新型拓扑实现软开关的情况进行比较,最后通过仿真及实验验证那种方法最适合新拓扑。
3.学位论文刘京斗25kW零电压零电流开关移相全桥PWM DC-DC变换器的研究2006
全桥DC-DC变换器广泛应用于中大功率场合,软开关技术是变换器向高频化、高功率密度化发展的关键技术,成为现代电力电子技术研究的热点之一。本文在对几种零电压零电流开关(ZVZCS)移相全桥DC-DC变换器的电路拓扑进行理论分析的基础上,选择了一种副边具有简单辅助电路的ZVZCS移相全桥变换器拓扑,研制了一台25kW零电压零电流开关移相全桥PWMDC-DC变换器工程样机。
115V/400Hz,输出为直流28.5V/100A,论文给出了详细的参数设计.同时,也分析了控制电路、保护电路、辅助电源电路等部分的工作原理和主要参数设计.根据计算出的参数,制作和调试出了工程样机,给出了仿真与实验结果,该样机的变换效率达91﹪以上.
10.学位论文周成军采用辅助网络的软开关全桥变换器研究2008
该逆变器具有高效节能、重量轻、体积小、噪音小等特点。试验结果表明,该弧焊逆变器具有良好的静态特性和动态特性,恒流稳定,是一种发展前景广阔的新型电源。
6.学位论文郭辉基于移相控制技术新的全桥DC/DC变换器拓扑的仿真与实验2004
全桥变换器是由BUCK变换器演变而来的,属于降压型变换器,和BUCK变换器有许多相似之处,但它们分别应用于不同的功率拓扑中.BUCK变换器常用于中小功率场合,而在大功率的电源应用中,最常用的拓扑结构是全桥变换器拓扑.随着功率的加大、频率的提高,开关管损耗的加大,必然会涉及到软开关.通常在全桥变换器电路中实现软开关的方式有两种,一是改变控制方式,二是改变电路拓扑.在控制方式中,移相控制是一种比较常用的控制方式,而基于移相控制方式,全桥变换器演变出了很多的电路拓扑结构,应用于不同的场合,并改善全桥变换器基本拓扑的系统性能.在该文的设计中,将对一种新的全桥变换器拓扑进行研究.该文首先将这种新的电路拓扑结构与全桥变换器基本拓扑比较,在此基础上分析了不同的控制方式的优缺点,从而选择了移相控制方式.然后,分析了采用移相控制方式下电路的各种工作模态,以及电路的性能.仿真在开关电源的设计中有着重要的作用,有助于进一步认识电路工作状态,并帮助验证实验设计的参数.在文中,采用SIMETRIX对移相控制下新的全桥变换器电路拓扑进行了闭环仿真分析,直观的显示了新电路拓扑的工作状态以及电路性能.最后进行了实验设计.
最后,基于理论计算,对系统主电路进行仿真,研究其各部分设计的参数是否合乎实际电路。搭建移相控制ZV SDC/DC全桥变换器的实验平台,在系统实验平台上做了大量的实验。
实验结果表明,论文所设计的DC/DC变换器能很好的实现软开关,提高效率,使输出电压得到稳定控制,最后通过调整移相控制电路,可实现直流输出的宽范围调整,具有很好的工程实用价值。
移相全桥软开关升压变换器的研究
作者:李晓玲
学位授予单位:浙江大学电气工程学院
1.学位论文孙筱琳50V/50A移相全桥ZVS DC/DC变换器的设计2008
2.学位论文黄伟功率因数校正技术和移相控制技术的继续研究2000
当今国际上对开关电源的电路拓扑的研究主要集中在软开关技术,出现了很多新的电路拓扑.该文第一章介绍了研制的样机中,涉及的一些技术基础.第二章详细介绍了PFC部分的设计过程和出现的一些问题.第三章介绍移相全桥变换器的研制过程向种改进电路.第四章介绍了计算机辅助分析结果.
本文在该电路拓扑的基础上,设计了该变换器的主电路及其控制系统,主电路采用有限双极性控制ZVZCS全桥拓扑,包括主变压器设计、输出滤波器设计、饱和电感设计等;控制系统采用了电流闭环PI调节系统,设计了控制芯片UC3846外围电路、主功率器件IGBT的驱动电路及各种保护电路。在各种电路的设计中充分考虑了可靠性,在实现所需功能的同时尽量使电路简洁。在此基础上,研制出了型号为MZ-1000 IGBT软开关逆变埋弧焊电源一台,对其进行了安装调试,并用数字示波器对其进行现场检测,控制电路各部分波形正常,四路输出驱动波形稳定,全桥变换器中超前桥臂和滞后桥臂的IGBT分别工作在零电压、零电流状态下,真正实现了逆变器的双零软开关。
随着通讯技术和电力系统的发展,对通讯用电源和电力操作电源的性能、重量、体积、效率和可靠性都提出了更高的要求。而应用于中大功率场合的全桥变换器与软开关的结合解决了这一问题。因此,对其进行研究设计具有十分重要的意义。
首先,论文阐述PWM DC/DC变换器的软开关技术,且根据移相控制PWM全桥变换器的主电路拓扑结构,选定适合于本论文的零电压开关软开关技术的电路拓扑,并对其基本工作原理进行阐述,同时给出ZVS软开关的实现策略。
本文首先介绍了高频软开关技术的发展与现状,接着分析了常见移相全桥ZVZCS变换器的主电路拓扑结构及基本原理,并对副边具有简单辅助电路的ZVZCS移相全桥DC-DC变换器电路拓扑的工作原理进行了详细研究。该电路拓扑结构具有辅助电路结构简单、无耗能元件和有源开关、副边整流管电压应力小及工作效率高等优点,在中大功率场合很有发展前途。Hale Waihona Puke Baidu后重点阐述了25kW零电压零电流开关移相全桥PWMDC-DC变换器工程样机的主电路结构、参数设计及控制系统软硬件设计。
5.学位论文叶轻凌软开关逆变埋弧焊电源的研究2008
作为最早获得应用的机械化焊接方法,埋弧自动焊具有焊接电流大、熔深大、焊接范围广、生产效率高、焊缝质量优、劳动条件好、自动化程度高等优点,适用于焊接中厚板结构的长焊缝,可焊接的钢种包括碳素钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢及复合钢材等,也可用于镍基合金、铜合金焊接及耐磨耐蚀合金堆焊。因此埋弧焊在造船、锅炉与压力容器、桥梁、重型机械、石油机器、海洋结构、武器等制造部门得到了大力推广和应用。但目前弧焊变压器、磁放大器式弧焊整流器的应用仍占60%-70%。近年来,随着逆变技术的不断发展和成熟以及大容量功率开关管IGBT的出现,研制和生产大容量的逆变式埋弧焊机己成为发展的趋势。
本文本文首先介绍各种软开关技术及其在全桥变换器中的应用,讨论在移相控制方式下全桥变换器零电压开关的实现方法,然后分析了新型带辅助变压器的全桥在有限双极性控制下软开关的实现方法,并用simetrix仿真软件对电路进行仿真,重点对电路的软开关进行了仿真分析。通过比较有、无辅助支路时的仿真波形,说明了辅助支路对变换器软开关实现的作用。接着对电路的试验参数进行了设计,重点是磁性元件的设计。在介绍了控制芯片和驱动芯片基本资料的基础上,对移相全桥及有限双极性全桥的控制电路、同步整流电路,进行了参数设计,并利用试验验证了控制电路的可行性。
最后,本论文为了验证所提出的电路拓扑的优越性进行了试验研究工作,并对得到的试验波形进行了详细的分析,说明了新拓扑的可行性。
9.学位论文周林泉零电压零电流开关PWM全桥变换器的研究和工程实现2000
该文提出了一种新颖的移相控制零电压零电流开关PWM DC/DC全桥变换器,它可在很宽的负载范围内实现超前管的零电压开关,在任意负地下实现滞后管的零电流开关.该文详细分析了该电路的工作原理和参数设计.采用该电路拓扑,设计出3kW高频软开关电子变压整流器.该变压整流器的输入为三相
8.学位论文邹雪涛带辅助变压器的新型全桥控制方法的研究2007
随着计算机信息技术的发展,桌面电脑、打印机等信息设备越来越普及,因此对高效率、低EMI、高功率密度的电源适配器的需求越来越大。电源设计人员在不断地进行研究,以寻找更佳电路拓扑,获得更高的性能。目前全桥变换器在中大功率场合中应用最普遍的电路结构之一。但工作在硬开关条件下的全桥变换器会产生很大的开关损耗和EMI,而且发热严重,不利于开关管的频率和电源转换效率和可靠性的提高。