软开关

摘要： 为提升二次型Boost变换器的电压增益和效率、降低开关管的电压应力,将耦合电感引入现有二次型Boost变换器中,形成一类基于耦合电感的有源钳位Boost变换器。该类变换器通过耦合电感和钳位支路的有机结合,不仅提高了电压增益、有效地降低开关管的电压应力,而且利用有源钳位支路回收漏感能量,缓解了漏感与寄生电容谐振的现象,有效地抑制了开关导通时的尖峰电压,实现软开关工作状态。本文详细阐述了变换器的原理和稳态工作性能,通过变换器之间的对比证明了该类变换器的优越性,最后搭建了一台150 W的实验样机,采用普通元器件测得变换器最大效率为92.7%,论证了上述理论的正确性。

摘要： 为了提升传统Buck型功率因数校正(PFC)变换器的功率因数(PF)和效率,提出了一种新型软开关无桥单相PFC变换器。所提PFC变换器工作在不连续导通模式,从电源中提取正弦输入电流,并采用辅助开关消除了输入电流死角,从而有效提高了PF。同时,PFC变换器中所有开关和二极管均实现了软开关,降低了开关损耗,且规避了二极管反向恢复问题。此外,电流通路中的半导体器件数量达到了最少,从而传导损耗也进一步降低,使系统效率提高。利用120W样机开展了实验测试,结果表明系统效率达92.1%,总谐波畸变率(THD)为3.3%,符合相关标准,验证了PFC变换器性能。

摘要： 在无需变压器隔离的光伏并网发电系统中,在光伏电池和并网逆变器之间须采用非隔离DC/DC变换器完成高增益变换。为此,提出了一种高增益软开关直流变换器,在相同电压增益条件下,其相对于传统升压变换器具有占空比更低、开关损耗更小、电压应力更低的优势。在分析变换器工作原理的基础上,对其性能进行了详细分析,最后搭建了一台48 V输入、380 V输出、额定功率为250 W的试验样机,实测最高效率为92.48%,实验结果验证了理论分析的正确性。

摘要： 针对燃料电池输出特性软、电压范围变化宽的特点,通过脉宽调制(PWM)控制使对称式三电平LLC谐振电路工作在三电平升压模式、三电平降压模式和倍频模式,实现高、中、低3种增益模态,拓宽了变换器增益范围。为解决对称式三电平LLC拓扑直流侧电容均压问题,提出一种通过控制初级上、下桥臂相位差实现所有模式下分压电容电压均衡的策略。通过对次级升压控制方式进行改进,使次级开关管一个周期内导通两次,确保变换器软开关可靠实现,从而采用较大的励磁电感感值,提高变换器效率。最后,搭建一台输入电压120~240V,输出电压240~400 V,额定功率1 000 W的实验样机,验证了所提控制策略的可行性和正确性。

摘要： 提出了一种反激式隔离型高增益DC/DC变换器。该变换器利用反激变压器的变比和开关电容来提高输出电压增益,满足输入输出的电气隔离。开关电容的引入,使得反激变压器副边绕组在开关管闭合时给倍压电容充电,在开关管断开时给负载供电,提高了变压器绕组的利用率,还解决了反激变换器输出二极管与漏感的谐振问题。由于变压器漏感的原因使得所有的二极管都是零电流关断,不存在反向恢复问题。采用有源箝位电路实现了漏感能量的回收再利用,抑制了开关管的电压尖峰,并实现了开关管的零电压开通,提高了变换器的可靠性和效率。最后,分析了所提变换器的工作原理、性能特点,通过与传统有源箝位反激变换器的对比分析,验证了所提变换器的优越性,并通过一台500 W的样机实验验证了理论分析的正确性。

摘要： CLLLC谐振变换器存在频率变化范围较大、升压范围较小的问题,不利于元器件设计及优化。针对CLLLC谐振变换器提出一种混合式升压控制策略,减小了频率变化范围,并使升压范围在变频控制的基础上进一步扩大,在实现软开关的同时能适应更宽范围的电压输入,结构可靠、易于实现。利用时域分析法,分析了混合控制下CLLLC谐振变换器的升压特性,并与传统变频控制下的增益特性作对比,通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提策略的正确性及有效性。

摘要： 为实现“双碳”及“铜退硅进”的目标,非隔离型逆变器在光伏新能源发电领域得到了广泛的研究与应用。非隔离光伏并网系统中存在的漏电流问题是迫切需要解决的关键问题之一。为解决该问题,文中提出了一种新型单级共地型无漏电流,高效率非隔离光伏并网逆变器拓扑结构。分析了所提逆变器前级DC-DC升降压电路的工作原理和模态,给出了其软开关实现条件。研究了新型拓扑结构的无漏电流内在机理,以及推导了其输出电压特性。搭建了基于PSIM软件的仿真模型,仿真结果表明:与传统漏电流抑制拓扑相比,该拓扑结构可实现无漏电流光伏并网,而且前级DC-DC变换器可实现软开关,可在较宽输入电压范围内实现高效率、高质量电能并网。

摘要： 针对质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)发电系统输入电流纹波大的问题,设计一种前级为带有源钳位的隔离式DC-DC变换器,后级为半桥式DC-AC逆变器的升压逆变器,并提出一种新型闭环控制策略。在Matlab/Simulink中创建仿真模型和控制模块,采用最大功率跟随控制和时间延时控制结合,实现交流侧和直流全桥侧对直流推挽侧脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)波形的控制。仿真结果表明,设计的变换器的输入电流纹波约为1.3%,推挽侧开关管实现软开关运行,可以满足PEMFC发电系统对低频输入电流纹波的要求,验证了所设计的拓扑结构和控制策略的可行性。

摘要： 分析有源箝位反激的工作模态及基本原理,并着重研究其谐振网络。对比了边谐振、副边谐振、以及原副边共同谐振三种不同的谐振方式。对这些网络进行等效分析和数学建模,指出不同谐振网络下谐振电流波形的特点并分析各自优缺点。最终通过SIMPILS软件进行仿真,验证理论分析的正确性。

摘要： 针对多端口变换器一直追求高效率和高功率密度的问题,提出一种磁集成双Buck/Boost-LLC三端口DC-DC变换器。研究全桥LLC谐振变换器的基础上,在一次侧谐振腔两端引入两磁性电感元件,通过逆变桥开关管的复用集成了一个交错并联双向Buck/Boost变换器,减少了功率器件数量;同时,采用磁集成技术将两个交错并联Buck/Boost电感反向耦合集成,实现两相电路均流,并与LLC的谐振电感解耦集成,提高了功率密度。变换器在全负载范围内可实现软开关特性。通过脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)进行控制,分析该变换器端口间不同功率流动下的工作原理、工作模态、直流增益特性,并对集成磁件进行设计,测得集成磁件体积较全分立磁件减小了38.66%。最后搭建一台300 W的实验样机系统,验证理论的正确性。

摘要： 针对充电机输出电压范围宽、不能在全输出范围内实现高效率的特点,提出了一种软开关充电机.前级采用无桥PFC电路,实现了功率因数校正及中间母线电压的快速控制;后级采用高效率的全桥LLC谐振电路,实现了开关管的零电压开通(ZVS)和整流二极管的零电流关断(ZCS).在固定中间母线电压时,LLC谐振电路在输出高压或低压时工作在远离谐振频率点而存在效率偏低的缺点,提出了据输出电压来动态调节中间母线电压的控制策略,减小了频率变化范围,提高低压和高压输出时的效率.最后通过一台120VAC输入、母线电压200VDC～240VDC、输出130VDC～200VDC的充电机样机.实验测得充电机额定运行下的效率为91.8％;通过动态调整母线电压测得在130V输出时整机效率从87.4％提高到90.1％,200V输出则从89.3％提高到91.0％.

摘要： 本文提出一种新型软开关三电平直流变换器.该变换器具有如下优点:原边开关仅承受一半输入电压应力;原边电路结构简单,不需要增加额外的均压器件;副边LC滤波器前的电压波形是三电平,可有效减小输出LC滤波器的体积;所有的原边开关器件可实现零电压开通,可有效减小开关损耗;这种软开关方式所增加的通态损耗很小;副边增加的两个开关器件可实现零电流开关.文中分析了电路的工作原理及软开关特性,并进行了实验研究.实验结果表明该电路工作原理正确可以正常工作.

摘要： 双向DC/DC变换器是辅助动力系统中实现能量双向流动的重要装置，单向DC/DC变换器存在、传输功率低、开关损耗严重、电感体积大的问题。

摘要： 超级电容作为作为一种高功率型储能设备越来越受到关注,大风电机组变浆用超级电容作后备电源也越发得到更多研究.作为能量控制的关键性元件双向DC/DC变换器是后备电源系统中不可或缺的重要部件之一.不同的双向DC/DC变换器影响着系统的成本,性能以及寿命,普通的非隔离双向DC/DC一般存在开关损耗大,断续工作时有寄生振荡等问题.这里采用两相交错并联双向DC/DC变换器以减小输出电压和输出电流的纹波,并采用不添加而外的半导体器件软开关技术以减小开关损耗,提高系统的效率.同时,对变换器进行电压外环,电流内环的PI控制,对超级电容采用恒流充放电策略,实现了变换器的稳定工作.通过仿真实验,验证了以超级电容为储能元件的双向DC/DC变换器能够稳定地实现能量的双向流动,保障了变桨电机在紧急状况下的顺桨.

摘要： 地铁屏蔽门作为城市轨道交通系统中的重要组成部分,为乘客提供了安全、舒适的候车环境.为了保证其安全可靠的运行,屏蔽门对控制电源有较高的要求.LLC半桥谐振变换器在全负载范围内可实现软开关,具有高转换效率、功率密度高和良好的调压性能等优点,满足屏蔽门控制电源的要求.本文就基于LLC半桥谐振变换器的地铁屏蔽门控制电源给出电路参数的设计步骤,并设计制作了一台600W电源样机,实验验证了参数设计方法的可行性.

摘要： 与弱耦合条件的变压器相比,电子滑环系统中旋转变压器的气隙相对而言要小很多,因而具有更强的耦合性.较强的耦合条件有利于减小变压器对参数变化的敏感性.但与此同时,谐振变换器中的谐波含量也将大大增加,从而使得使用基波近似分析法时将产生很大误差.针对基波近似分析法的误差,给出了S/S补偿谐振变换器原副边电流精确的表达式,为控制策略的实施提供了依据.虽然旋转变压器的耦合系数比传统非接触变压器要大很多,但由于气隙的存在,限制了功率传输能力.因而在大功率的应用场合,可以采用三相系统来提高功率传输能力.提出了一种星型连接的三相感应式电子滑环系统,分别采用对称与不对称控制来调节输出电压.通过比较,不对称控制方式在软开关的实现上具有更大的优势.最后,搭建了一台60W的原理样机,实验结果验证了理论分析的有效性与正确性.

摘要： 本文在谐振型隔离直流变换器的基础上,对变压器原边的开关管零电压开通情况及电路工作状态进行详细分析.在考虑寄生参数的情况下对死区时间内开关管结电容放电过程搭建小信号模型,通过分析计算得到可实现开关管ZVS的死区时间;对死区时间内进行包含寄生参数的详细工作模态分析,对死区时间过长时,电路失去开关管ZVS的工作状态进行分析验证.

摘要： 大功率磁控溅射电源主电路采用移相全桥的拓扑结构,以其软开关的方式极大的提高电源效率.传统移相全桥存在滞后臂开关管软开关实现困难、占空比丢失、环流损耗大等问题,本文采用加辅助变压器的全桥变换器拓扑作为电源主电路拓扑进行研究.主要对变换器的工作原理及工作模态进行了详细分析,并对宽范围负载的软开关实现和环流损耗进行了研究.在理论分析的基础上搭建了一台1.1kW/220V,开关频率20kHz的实验样机.理论分析和实验结果表明该拓扑对磁控溅射电源主电路性能改善的有效性,提高了大功率开关电源的效率及可靠性.

摘要： 为降低松耦合变压器对无线电能传输系统的影响,实现系统最大化功率传输,本文提出了一种基于E类逆变的LCC补偿感应耦合式无线电能传输系统.根据E类放大器及LCC电路的基本特性,结合软开关工作条件,推导出LCC型补偿电路的参数计算公式.通过对原边线圈的输入阻抗的实部及耦合系数施加约束,可以选择最佳参数值以保证系统高效的工作特性.最后进行参数的仿真,对系统的传输效率以及带负载能力进行验证.表明系统可实现高频逆变器的零电压关断,提高了系统的整体效率.

摘要： 传统电信领域发展放缓，模块电源的应用向更广泛的领域迁移。应用领域的不同，主要是输入电压需求的不同，对电路架构的发展提出了新的需求，高效率和高功率密度仍然是模块电源追逐的主要性能，软开关电路，数字控制，磁集成能有效提高产品效率，封装技术的进一步发展会显著提高功率密度和热特性，新的器件尤其是氮化稼MOSfet的发展，可能会带来模块电源设计观念的重大变革。

摘要： 本发明公开一种直流变换器功率开关管的软开关方法和软开关直流变换器，增加了辅助的谐振电路，再配合反并联二极管、充放电电容，利用电路的谐振特性，以及电感的电流不能突变、电容的电压不能突变的特点，选择适当的时机开通和关闭主、辅助功率开关管，一并实现主功率开关的零电压零电流开通和零电压关断、辅助功率开关的零电流开通和零电压零电流关断、整流二极管的零电压关断。

摘要： 本发明公开了一种双向DC‑DC软开关电路及宽范围软开关控制方法，包括：主电感L、第一谐振电感Lr1、第二谐振电感Lr2，功率开关管S1～S4，二极管D1～D4，第一谐振电容Cr1、第二谐振电容Cr2；主电感L的一端同时与第一谐振电感Lr1的一端、第二谐振电感Lr2的一端、第一谐振电容Cr1的一端、第二谐振电容Cr2的一端、功率开关管S1的第二端和功率开关管S2的第一端相连接；主电感L的另一端与低压侧电源VL或负载RL的正极相连接；第一谐振电感Lr1的另一端分别与功率开关管S3的第二端和二极管D1的阴极相连接；实现了在Buck/Boost双向模式下的软开关功能，拓宽了所提双向DC‑DC软开关电路的软开关实现范围，可适用于宽输入或宽输出的应用场合。

摘要： 本申请涉及一种软开关变换器参数优化方法和软开关变换电路，该方法包括：获取待测电感值；根据变换器数据，求解基于变换器数据、待测电感值和对应的电感电流值确定的一元二次方程；当求得的解满足预设的效率最优条件时，则根据待测电感值和对应的电感电流值对软开关变换器进行参数优化配置；当求得的解不满足效率最优条件时，则更新待测电感值，并返回根据预设的变换器数据和待测电感值计算得到对应的电感电流值的步骤。软开关变换器在传输相同功率时有最小的导通损耗和关断损耗，能获得最高的能量变换效率，能量变换效率高。

摘要： 本发明公开了一种智能软开关电源实现方法，其包括工频供电模块将市电转换为6V直流电，为触发模块供电，于触发模块设置外接按键“ON/OFF”，当短按“ON/OFF”按键时，触发模块输出高电平，电源开始工作，长按“ON/OFF”按键时，触发模块输出低电平，电源停止工作；当触发模块检测到电器负载部分长时间无人操作时，触发模块自动输出低电平，电源停止工作。本发明还公开了实施该方法的智能软开关电源。

摘要： 本发明公开一种直流变换器功率开关管的软开关方法和软开关直流变换器,增加了辅助的谐振电路,再配合反并联二极管、充放电电容,利用电路的谐振特性,以及电感的电流不能突变、电容的电压不能突变的特点,选择适当的时机开通和关闭主、辅助功率开关管,一并实现主功率开关的零电压零电流开通和零电压关断、辅助功率开关的零电流开通和零电压零电流关断、整流二极管的零电压关断。

摘要： 本发明具体涉及一种用于测量仪器上的软开关机控制电路及软开关机控制方法，本软开关机控制电路包括：处理模块、开关信号输入模块、开关信号输出模块和电源控制开关；开关信号输入模块向处理模块发出开机信号或关机信号，处理模块控制电源控制开关闭合以使测量仪器接入市电输入电源线，处理模块驱动开关信号输出模块向测量仪器发出关机指令，并控制电源控制开关断开；本发明通过设置开关信号输出模块使处理模块与测量仪器建立通讯，处理模块向测量仪器发出软开关机信号后，驱动电源控制开关实现测量仪器硬开关机，能够克服直接硬开关机成本高、易丢失、使用寿命短的缺陷，克服直接软开关机存在安全隐患、耗电高的缺陷。

摘要： 本发明公开了一种双向DC‑DC软开关电路及宽范围软开关控制方法，包括：主电感L、第一谐振电感Lr1、第二谐振电感Lr2，功率开关管S1～S4，二极管D1～D4，第一谐振电容Cr1、第二谐振电容Cr2；主电感L的一端同时与第一谐振电感Lr1的一端、第二谐振电感Lr2的一端、第一谐振电容Cr1的一端、第二谐振电容Cr2的一端、功率开关管S1的第二端和功率开关管S2的第一端相连接；主电感L的另一端与低压侧电源VL或负载RL的正极相连接；第一谐振电感Lr1的另一端分别与功率开关管S3的第二端和二极管D1的阴极相连接；实现了在Buck/Boost双向模式下的软开关功能，拓宽了所提双向DC‑DC软开关电路的软开关实现范围，可适用于宽输入或宽输出的应用场合。

摘要： 本申请涉及一种软开关变换器参数优化方法和软开关变换电路，该方法包括：获取待测电感值；根据变换器数据，求解基于变换器数据、待测电感值和对应的电感电流值确定的一元二次方程；当求得的解满足预设的效率最优条件时，则根据待测电感值和对应的电感电流值对软开关变换器进行参数优化配置；当求得的解不满足效率最优条件时，则更新待测电感值，并返回根据预设的变换器数据和待测电感值计算得到对应的电感电流值的步骤。软开关变换器在传输相同功率时有最小的导通损耗和关断损耗，能获得最高的能量变换效率，能量变换效率高。

摘要： 本发明公开了一种智能软开关电源实现方法，其包括工频供电模块将市电转换为6V直流电，为触发模块供电，于触发模块设置外接按键“ON/OFF”，当短按“ON/OFF”按键时，触发模块输出高电平，电源开始工作，长按“ON/OFF”按键时，触发模块输出低电平，电源停止工作；当触发模块检测到电器负载部分长时间无人操作时，触发模块自动输出低电平，电源停止工作。本发明还公开了实施该方法的智能软开关电源。

摘要： 本发明涉及一种非接触供电的软开关控制方法及软开关控制电路，软开关控制方法首先通过对非接触电能传输系统全桥谐振电路的输出电压、电流的检测和计算得到相位差，然后通过采样比较电路和锁相环电路对逆变其的驱动频率进行调整，主控制芯片的主要作用是在系统上电阶段，产生一段时延的硬开关脉冲以完成系统起振，经过一段暂态过程后，使得逆变输出电压、电流的相位差为零，从而实现全桥谐振电路的零电压开通和零电流关断。本发明采用的电路简单，非接触电能传输过程中实现了开关管的软开关。即的零电压开通和零电流关断，减小了开关管的损耗，减小了损耗，提高了效率，工作稳定可靠，故障率低。