软开关技术

摘要： 相对于传统的硬开关电路,LLC谐振变换器在软开关技术的应用中具有独特的优势.在输入电压和负载变化范围较大的情况下,仍具有良好的稳压性能.随着分布式电源系统的提出和半导体器件制造技术的发展,此变换器凭借其高效率、高功率密度在开关电源设计中被迅速应用开来,因其自身多种优势慢慢成为一种主流拓扑结构,在未来电源变换器的发展研究中占据重要地位.通过阅读查阅大量文献对目前常见的LLC谐振变换器拓扑进行归纳总结,分类介绍了各种拓扑结构的工作特点,指出LLC谐振变换器的目前应用最多的场合,并对未来拓扑结构发展进行了展望分析.

摘要： 基于DC/DC开关变换器中的四开关Buck-boost变换器,引入软开关技术比对设计了四高速开关阀式升/降压型液压软开关变压器。根据反向环流型四开关阀控制方法,设计出同时满足4个高速开关阀实现软开启的启闭时序。在保证惯性管长度满足集总参数模型的前提下,通过建立模型分析液压开关变压器升/降压以及软开关技术在开关变压器中的可行性。仿真结果表明:液压软开关技术大幅降低了液压变压器在高速开关阀阀口启闭时的压力突变,提升了开关变压器的转换效率和负载驱动能力。

摘要： 针对传统DC-DC变换器存在系统复杂、指令顺序执行、计算延时、效率低的问题,设计了一种以FPGA为核心的LLC谐振变换器。在对LLC谐振变换器工作原理分析、参数计算的基础上,充分利用FPGA并行运算快、实时性好的特点,解决了LLC变换器空载时打嗝问题;在中间添加信号调理电路利用稳压管和与门的作用解决了开关管误导通问题。最后,使用PSIM和QuartusⅡ软件进行了仿真和调试,结合样机实验,得出该变换器在全负载范围内实现了软开关,输出电压纹波小于±0.48%,效率达到94.3%以上,符合设计要求。

摘要： 采用全桥软开关技术的脉冲充电电源是高压脉冲功率技术的重要组成。但是,在负载电容较小、分布电容不可忽略的情况下,传统的串联谐振(只考虑串联谐振电感、电容)拓扑电路会导致充电时间变长、谐振频率变慢,使开关管工作在非软开关状态下,长时间易出现损坏。根据实测的分布电容值C_(p),从串并联拓扑电路出发,合理选取谐振电感L_(r)、谐振电容C_(r),对脉冲充电电源进行仿真分析和工程设计。所设计电源充电时间满足要求,且开关管一直工作在软开关状态下。最后通过实验对串并联谐振充电电源进行验证。

摘要： 中高压直流变流器在直流输电、社区中压直流供电和全电船舶等领域有巨大的应用潜力,已成为学术界研究的热点.当前在中高压直流断路器尚未商用的情况下,具有直流故障阻断功能的中高压直流变流器成为技术研究的重点方向之一.受低压Cuk电路启发,提出一种兼顾模块化特性和直流故障阻断功能的新型非隔离型中高压直流变流器拓扑.该拓扑可在维持子模块电容电压均衡的前提下,实现串联电力半导体器件的软开关操作,避免了动静态均压问题.与现有的具有直流故障阻断功能的直流变流器相比,所提拓扑减少了开关器件的数量,降低了系统的成本和体积.基于MATLAB/Simulink的仿真,研究验证了该拓扑的可行性.

摘要： 三相VIENNA整流器具有谐波小、功率因数高、开关应力低和无桥臂直通风险等优点.但是,三相VIENNA整流电路的基本PFC结构采用的是Boost单元,存在升压二极管的反向恢复问题,且开关损耗大、电磁干扰大、电能传输效率低,对整流器的性能提升造成了一定限制.基于此,文中提出了一种分流式三相VIENNA软开关整流器,该整流器解决了升压二极管的反向恢复问题,实现了开关器件全范围内的零电流开通与零电压关断,具有结构简单、高效率的优良特性.文中详细分析了该整流器的基本工作原理、软开关实现条件以及器件应力等,给出了该电路参数的设计方法,搭建了分流式三相VIENNA软开关整流器的实验平台,验证了所研究整流器的有效性和优越性.

摘要： 随着同步发电机组单机容量大幅提高,其额定励磁电压和励磁电流也大大增加,如何在机组故障和空载误强励等极端运行条件下实现灭磁的快速性、安全性和可靠性三者之间的协调,已成为亟待研究和解决的课题.本文受无源零开断自动灭磁技术的启发,以三峡水轮发电机组的励磁系统为研究对象,运用电力电子软开关技术实现快速灭磁,并利用储能元件存储灭磁过程中的部分磁场能量.通过对灭磁过程中的建压、换流、移能、耗能等环节进行理论分析和仿真验证发现,软开关控制电路的引入实现了磁场断路器的零电流关断,在保证器件安全性和灭磁可靠性的同时,整个灭磁过程所用时间仅为0.668s.同时,储能电路的引入有效减小了励磁绕组和励磁主回路断路器两端电压的突变尖峰,进一步提高了灭磁的安全性和可靠性.对储能电路的进一步优化表明,通过增大储能电容的电容值可以显著提高磁场能量的回收利用率,其中,3300μF的储能电容可以减少约0.1629％的磁场能量泄露.

摘要： 传统的串串型感应式功率传输系统为了保持软开关技术,一般变换器的调制深度浅.为了提高调制深度可以采用Buck-SSIPT的拓扑结构进行改进.当所设计的Buck-SSIPT系统线圈的等效电阻很小且系统传输频率很高时,Buck-SSIPT系统的电压增益与等效电阻比是等比例的关系.本文提出了一种基于电压比控制的Buck-SSIPT充电系统,并在MATLAB/Simulink环境下搭建仿真模型.仿真结果表明,基于电压比控制下的系统具有稳定的电压输出,且当电压比为1时系统的传输效率是最高的.

摘要： 基于地铁车辆的需求,开发了一款基于Buck三电平电路软开关技术的车载充电机,该充电机用于蓄电池充电并为负载提供辅助电源.在此提出了车载充电机的硬件系统,分析了车载充电机的基本工作原理,提出基于TMS320F28377型数字信号处理器(DSP)的数字控制策略,在此基础上根据蓄电池的特性曲线,通过实验验证了所提充电机控制系统的正确性和合理性.

摘要： 针对提高电流源型逆变器(CSI)的工作效率,并减小硬件设备的成本与体积,本文提出了一种带有直流侧辅助电路和传统H6逆变桥结构的软开关H7型电流源型逆变器.利用CSI的升压结构特点并结合H7CSI的操控灵活性的优势,本文设计了一种相匹配的新型调制方法,使所提出的电流源型逆变器中的所有功率开关均可以实现软开关操作,同时保证了优异的性能和更高的工作频率能力.这种基于软开关技术的H7电流源型逆变器在一定程度上为所有的CSI系统提供了一种具有潜力的解决方案.利用MATLAB和PSIM建立了仿真模型,并通过实验平台验证了逆变器的工作性能.

摘要： 在综合各种多电平逆变器和软开关电路的优缺点的同时，权衡考虑逆变器输出效果、开关损耗等问题，提出了一种基于软开关技术的新型级联式逆变器。并对所提出的电路进行了Matlab／Simulink仿真研究。仿真结果验证了其正确性和可行性。

摘要： 软开关技术是近年来电力电子领域的研究热点,采用该技术可以降低开关损耗,减小电磁干扰,进而提高开关频率,从而使得开关电源向体积小、重量轻、能量密度高的方向发展.本文主要针对ZVT-PWM Buck电路的工作原理进行研究,采用Saber仿真软件和物理实验手段分别对Buck电路的两种状态进行仿真对比,从得验证软开关技术在实际电路中的有效性.

摘要： 锂离子电池技术的迅速发展使得大容量的串联锂电池组应用越来越广泛.但是,由于技术水平和生产工艺的限制,电池组中的单体电池不能保证性能参数全部一致,随着电池充放电的不断进行,差异性会越来越大,从而影响锂电池组的高效稳定运行.本文分析研究了一种新型的锂电池均衡拓扑,引入了软开关技术的双向DC-AC变换器拓扑,并且依据电路结构设计了高精度的电压检测方案.

摘要： 为验证软开关技术在开关电源中的应用，论述了软开关24 V／12 A开关电源的工作原理，对24 V／12 A的开关电源的主电路和控制电路进行了设计与分析，并利用MATLAB7.0对主电路进行了仿真研究，验证了所提出方法的有效性。

摘要： 为了获得较高的功率密度，可将变换器设计在非连续导通模式(DCM)，这样变换器所用的电感将大大减小。但变换器在DCM模式下电感电流纹波大、开关损耗大．针对典型的半桥式双向DC／DC变换器拓扑结构特点，利用DCM模式下电感电流反向的特征，采用一种不额外添加半导体器件的软开关技术，减小开关损耗;并采用多重化拓扑结构弥补DCM模式下电压、电流纹波大的缺陷;在控制方式上采用电压电流双闭环形式，将共用电压环的输出作为每个基本单元的给定电流，解决了并联结构的均流问题。最后采用MATLAB进行了仿真，验证了此拓扑的正确性和有效性.

摘要： 本文主要介绍了大功率移相全桥开关电源的研制。介绍了国内外开关电源的现状，分析了移相全桥变换器的工作原理和软开关技术的实现，软开关能降低开关损耗，提高电路效率。给出了电源装置的系统架构，具体阐述了各部分组成电路。试验结果表明,该装置完全满足了设计要求，并成功应用于电镀生产线上。

摘要： 介绍了一种新型的半桥有源软开关电路拓扑技术,该技术采用半桥主开关电路和有源辅助开关电路构成的特殊软开关电路.主开关负责传递逆变能量,辅助开关负责创造主开关和白身的软开通和软关断条件.电路拓扑结构简洁明了:只需在主回路一次侧串接饱和电感,通过辅助开关并接缓冲电容,就能在包括空载在内的全负载范围内实现主开关的零电流开通、零电压关断;辅助开关的零电流／零电压开通、零电流／零电压关断.使得开关损耗小、开关器件电力应力小、节能节材.特别适合逆变式焊割电源的高频化运用,该电路拓扑技术已获得中华人民共和国知识产权局发明专利授权,专利号:ZL201010532734.6.

摘要： 介绍了一种新型的半桥有源软开关电路拓扑技术,该技术采用半桥主开关电路和有源辅助开关电路构成的特殊软开关电路.主开关负责传递逆变能量,辅助开关负责创造主开关和白身的软开通和软关断条件.电路拓扑结构简洁明了:只需在主回路一次侧串接饱和电感,通过辅助开关并接缓冲电容,就能在包括空载在内的全负载范围内实现主开关的零电流开通、零电压关断;辅助开关的零电流／零电压开通、零电流／零电压关断.使得开关损耗小、开关器件电力应力小、节能节材.特别适合逆变式焊割电源的高频化运用,该电路拓扑技术已获得中华人民共和国知识产权局发明专利授权,专利号:ZL201010532734.6.

摘要： 介绍了一种新型的半桥有源软开关电路拓扑技术,该技术采用半桥主开关电路和有源辅助开关电路构成的特殊软开关电路.主开关负责传递逆变能量,辅助开关负责创造主开关和白身的软开通和软关断条件.电路拓扑结构简洁明了:只需在主回路一次侧串接饱和电感,通过辅助开关并接缓冲电容,就能在包括空载在内的全负载范围内实现主开关的零电流开通、零电压关断;辅助开关的零电流／零电压开通、零电流／零电压关断.使得开关损耗小、开关器件电力应力小、节能节材.特别适合逆变式焊割电源的高频化运用,该电路拓扑技术已获得中华人民共和国知识产权局发明专利授权,专利号:ZL201010532734.6.

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： 高频软开关技术开关电源，公开了一种高频软开关技术开关电源，其主要针对混合磁悬浮系统结构形式设计的直流开关电源。包括DC/AC逆变控制模块、第一LC滤波模块、工频整流模块、高频整流模块、第二LC滤波模块、移项脉宽调制模块，通过上述多个模块的联结，使得本开关电源具有体积小、重量轻和噪音小，工作效率和功率密度提高，对电网污染小，动态响应快，输出稳定，检修方便的优点。

摘要： 高频软开关技术开关电源，公开了一种高频软开关技术开关电源，其主要针对混合磁悬浮系统结构形式设计的直流开关电源。包括DC/AC逆变控制模块、第一LC滤波模块、工频整流模块、高频整流模块、第二LC滤波模块、移项脉宽调制模块，通过上述多个模块的联结，使得本开关电源具有体积小、重量轻和噪音小，工作效率和功率密度提高，对电网污染小，动态响应快，输出稳定，检修方便的优点。

摘要： 本实用新型提供一种带软开关技术的开关电源功能的车载动力电池充电器，应用于混合动力或纯电驱动汽车上。带软开关技术的开关电源功能的车载动力电池充电器与动力电池连接，用于控制电池充电过程；其包括充电控制单元、开关电源控制器以及软开关回路，其中软开关回路的输入端和开关电源控制器的输出连接，其中，开关电源控制器包括PWM控制器和与PWM控制器连接的驱动隔离电路，PWM控制器输出脉冲控制信号，经由驱动隔离电路传送至软开关回路；软开关主回路包括移相控制软开关脉冲宽度调制的直流/直流全桥转换器，两个超前桥臂场效应管和两个滞后桥臂场效应管。