有源箝位软开关全桥Boost变换器

一种互补有源钳位软开关推挽变换器及其调制方法随着电力电子技术的发展，交流变直流、直流变交流等能量互换需求逐渐增加。

在能源转换系统中，变换器作为一个核心部件，扮演了关键角色。

而互补有源钳位软开关推挽变换器作为一种新型的变换器结构，具有小型化、高效率、可靠性高等优点，在电力电子领域中得到了广泛的应用和研究。

互补有源钳位软开关推挽变换器的结构和原理互补有源钳位软开关推挽变换器是在传统有源钳位软开关推挽变换器的基础上发展而来的一种新型变换器结构。

其结构如图1所示，由六个功率器件（TR1-TR6）组成。

图1互补有源钳位软开关推挽变换器结构在工作过程中，TR1和TR4为主开关管，TR2和TR5为辅助开关管，TR3和TR6为旁路管。

当TR1、TR4导通，TR2、TR5关断，TR3、TR6导通时，变换器处于正半周工作状态。

而当TR1、TR4关断，TR2、TR5导通，TR3、TR6关断时，变换器处于负半周工作状态。

利用六个功率器件巧妙的组合方式，实现了变换器的全桥双向换能功能。

在工作过程中，传统的有源钳位软开关推挽变换器通常需要使用大容值的电容器，用以实现钳位功能。

而互补有源钳位软开关推挽变换器通过引入互补结构，大大减小了钳位电容的容值，降低了系统的成本。

互补有源钳位软开关推挽变换器调制方法互补有源钳位软开关推挽变换器的调制方法是实现其正常工作的关键。

传统的PWM调制技术对于这种新型结构的变换器来说已经不再适用。

因此，需要针对互补有源钳位软开关推挽变换器的特点，研究新的调制方法。

在研究互补有源钳位软开关推挽变换器调制方法时，可以通过两种途径来进行：一是通过理论分析，从理论上推导出适合互补有源钳位软开关推挽变换器特点的调制公式；二是通过仿真实验，借助电力电子仿真软件，对不同的调制方法进行仿真验证，找出最佳的调制方法。

在理论分析方面，可以以互补结构的工作特点为基础，推导出适合其结构的PWM调制公式。

通过分析其工作过程中的电压波形和电流波形，得出最佳的调制策略。

软开关全桥变换器工作过程的详细分析随着科技的进步和发展，我们的生活也变得越来越便利，电子设备也成为了我们不可或缺的一部分。

电子设备的核心部分是电路，而软开关全桥变换器则是电子设备中常用的电路之一。

软开关全桥变换器是一种高效、高性能的开关电源电路，可广泛应用于转换能源、交流变直流等领域。

软开关全桥变换器的主要工作原理是通过对输入电压的高频调制来控制输出电压的大小和方向。

在软开关全桥变换器中，有三个重要的部分：全桥电路、控制电路和保护电路。

全桥电路是软开关全桥变换器中的重要部分。

它由四个开关管（M1、M2、M3和M4）和四个二极管（D1、D2、D3和D4）组成。

当输入电压为正时，开关管M2和M4打开，M1和M3关闭，此时电路中的电流从左上方的输入电源流向右下方的输出负载。

当输入电压为负时，则刚好相反。

控制电路是软开关全桥变换器的核心部分，它可以控制开关管的开关状态，让输入电压经过高频调制，将其变成合适的输出电压。

控制电路一般由微控制器（MCU）和增量式编码器组成。

保护电路是为了在软开关全桥变换器发生故障时，能够及时地切断电路，避免因电路故障导致电路损坏。

保护电路包括过压保护、欠压保护、过流保护和过温保护等。

软开关全桥变换器工作的基本模式是负载调制。

通过控制电路，让开关管M1和M4关闭，M2和M3关闭，此时负载电压开始出现，输出脉冲的幅值也开始随着输入信号的变化而变化。

软开关全桥变换器具有许多优点，如高效率、低损耗、长寿命等，因此在很多领域得到了广泛的应用。

但与此同时，软开关全桥变换器也存在一些缺点，例如易受电磁干扰、电容和电感较大等问题。

在工程实际应用中，软开关全桥变换器也需要根据实际情况进行优化和改进。

为了提高软开关全桥变换器的效率和稳定性，支持快速调节和更高的工作频率，研究人员不断尝试新的电路结构和系统设计，以期达到更高的性能和更好的应用效果。

总之，软开关全桥变换器是电源电路的一种重要形式，对电子设备的运作具有极其重要的影响。

开关电源拓扑六种基本DC/DC变换器拓扑:1、Buck2、Boost3、Buck-Boost4、CUK5、Zeta6、Sepic基本拓扑是Buck，Boost，其他是演变。

Buck为降压变换器，常用的拓扑基本上是Buck的：正激，半桥，全桥，推挽等等。

Boost变换器为Buck的对偶拓扑，是升压变换器，常用于小功率板载电源，大功率PFC电路上，对于隔离的Boost变换器也有推挽，双电感，全桥等电路。

Buck-Boost是反激变换器的原型，属于升降压变换器。

后面三种电路不是很常用，都是升降压变换器。

一、 反激1、单端反激2、双端反激二、 正激1、绕组复位正激2、R CD复位正激3、L CD复位正激4、有源钳位正激● Flyback钳位● Boost钳位5、双管正激6、无损吸收双正激7、有源钳位双正激8、原边钳位双正激9、软开关双正激三、 推挽1、推挽2、无损吸收推挽3、推挽正激推挽变换器是双端变换器。

其实是两个正激变换器通过变压器耦合而来，基本推挽变换器好处是驱动不需隔离，变压器双端磁化，只要两个开关管。

但是，变压器绕组利用率低，开关管电压应力为输入两倍，所以一般只适合低压输入的场合。

而且有个问题就是会出现偏磁，所以要采用电流型控制等方法来避免。

如果将两个双管正激同样耦合，可以构成四开关管的推挽变换器，也就是所谓的双双管正激。

其管子电压应力下降为输入电压。

其他等同。

推挽正激是通过一个电容来解决变换器漏感尖峰，偏磁等问题四、 半桥1、半桥2、不对称半桥3、谐振半桥4、移相半桥五、 全桥1、全桥2、全桥LLC3、移相全桥全桥变换器在大功率场合是最常用了，特别是移项ZVS和ZVZCS 六、 三电平变换器（three level converter）这些三电平是半桥演化而来，同样可以演化出多电平变换器，合适高压输入场合。

而且可以通过全桥的移相控制方式实现软开关。

七、 五种隔离三电平DC/DC变换器1、F orward三电平DC/DC变换器2、F lyback三电平DC/DC变换器3、P ush-Pull三电平DC/DC变换器4、半桥三电平DC/DC变换器5、全桥三电平DC/DC变换器八、 B oost隔离变换器1、双电感Boost2、全桥Boost。

软开关PWM Boost型全桥变换器的仿真研究
方烜;聂德宇;李晓敏
【期刊名称】《通信电源技术》
【年(卷),期】2017(34)5
【摘要】文章着重分析了实现软开关的可能性和方法.若要实现软开关,必须将变换器的四只开关管分为前导管和延后管,并且前导管只能实现零电流开关(Zero-Current-Switching),延后管既可以实现零电流开关,又可以实现零电压开关(Zero-Voltage-Switching).对文中提出的ZCZVS PWM Boost型全桥变换器的拓扑参数进行了详细的计算与设计.最后,基于MATLAB/SIMULINK平台,搭建了软开关PWM Boost型全桥变换器的仿真模型,仿真结果表明,该拓扑能够实现前导管的ZCS和延后管的ZVS,克服了传统ZCS型变换器存在的电流占空比丢失、变压器设计困难等缺点.
【总页数】3页(P29-30,33)
【作者】方烜;聂德宇;李晓敏
【作者单位】三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌443002;三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌443002;三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌443002
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种新型二极管辅助换流网络软开关PWM全桥变换器 [J], 谭瑞民;瞿文龙;张克强
2.软开关PWM DC/DC全桥变换器的理论基础 [J], 阮新波;严仰光
3.一种改进型零电流PWM Boost全桥变换器研究 [J], 陆超;陈杰;袁静
4.相移式PWM全桥变换器软开关技术研究 [J], 杜贵平;黄石生;毛鹏军
5.软开关PWM boost全桥变换器 [J], 周林泉;阮新波
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软开关PWM boost全桥变换器周林泉;阮新波【期刊名称】《东南大学学报（英文版）》【年(卷),期】2003(019)003【摘要】This paper proposes a family of PWM modulation strategies for boost full-bridge (FB) converters. The modulation strategies can be classified into two kinds according to the turn-on sequence of the diagonal switches. The concept of leading switches and lagging switches is introduced to realize soft-switching. According to the soft-switching realized by the leading switches and the lagging switches, two kinds of soft-switching techniques for PWM boost FB converters yield: zero-current-switching (ZCS) and zero-current and zero-voltage-switching (ZCZVS). Simulation results verify the analysis.%本文系统提出boost全桥变换器的一族共9种PWM控制方式.根据一对斜对角开关管开通情况的不同,将这9种PWM控制方式分成2类切换方式.为了实现软开关,引入超前管和滞后管的概念.在此基础上,将软开关PWM boost 全桥变换器分成ZCS和ZCZVS两类.计算机仿真结果证实了所做的分析.【总页数】6页(P250-255)【作者】周林泉;阮新波【作者单位】南京航空航天大学自动化学院,南京,210016;南京航空航天大学自动化学院,南京,210016【正文语种】中文【中图分类】TM46因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

应用于新能源发电的有源钳位隔离型Boost变换器
王爱玲
【期刊名称】《可再生能源》
【年(卷),期】2015(033)003
【摘要】传统的隔离型Boost变换器需要使用两个及以上的磁性元件,造成磁性元件数量偏多.文章提出了一种新型有源钳位隔离型Boost变换器,该变换器将变压器、输入电感和谐振电感集成在一个磁性元件中,变换器的开关管数量及增益特性与传
统的隔离型全桥Boost变换器相同.通过设置原边有源钳位电路,变换器中所有开关管的电压应力不超过变换器的最高输入电压;设置副边谐振倍压网络,变换器实现了
整流二极管的零电流关断.最后在一台500 W的样机进行试验,试验结果验证了该
变换器的可行性.
【总页数】6页(P375-380)
【作者】王爱玲
【作者单位】济宁职业技术学院机电工程系,山东济宁272037
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.基于CDVM升压单元的隔离型高增益Boost变换器 [J], 支树播;郑岩;张国帅;杨冬平;
2.一种有源钳位的半桥Boost变换器的研究 [J], 王鼎奕;王志强
3.一种非隔离型交错高增益Boost变换器 [J], 管春; 娄哲理; 龙江航; 王俊杰
4.非隔离型Boost变换器拓扑结构综述 [J], 何焕文; 王晓刚
5.有源钳位单级隔离型AC-DC功率因数变换器 [J], 张志;孟利伟;唐校;张兆云;谢小鲲
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应用于纯电动汽车的传统双向直流变换器结构相对简单,变换效率较低。

在实现储能电池与电机能量交换的过程中,传统双向直流变换器存在较大的开关损耗。

为解决此类问题,有科研人员提出在双向直流变换器中运用软开关技术[1]。

软开关技术大致分为两类,即零电压开关和零电流开关。

目前,在双向直流变换器中多采用引入辅助电路的方式实现软开关,该方式虽然可以实现双向直流变换器的零电压开关或零电流开关,但是辅助电路的存在会增加电路损耗,有时也会引起双向直流变换器输出的不稳定[2]。

为此笔者提出了一种靠有源缓冲电路实现软开关的双向直流变换器,在该双向直流变换器中,有源缓冲电路只有在实现软开关的过程中处于工作状态,其上电开通的时间很短,从而有效减少了辅助电路带来的损耗,并且很好地解决开关管寄生二极管的反向恢复问题,使双向直流变换器在具有较高效率的同时又能稳定地输出。

下面将针对笔者提出的软开关双向直流变换器,从电路结构、工作原理以及实验结果等方面进行详细叙述。

1电路结构双向直流变换器包括两个工作模式,即boost 工作模式和buck 工作模式。

当双向直流变换器工作于boost 工作模式时,电机正常驱动电动汽车,储能电池通过变换器为电机供电。

当双向直流变换器工作于buck 工作模式时,电机反向制动并通过变换器向储能电池充电。

电路结构见图1。

在图1中,V lo 为储能电池电压;V hi 为电机侧直流电压。

开关管S 1与S 2为软开关双向直流变换器的工作开关管,其作用取决于变换器的工作模式。

当变换器工作于boost 模式时,开关管S 1为主开关纯电动汽车软开关双向直流变换器boost 工作模式分析邵珠雷[基金项目]许昌学院科研基金项目(2016048)收稿日期:2016-02-27;修回日期:2016-04-02作者简介:邵珠雷(1983-),男,河南新乡人,硕士,助教,主要从事电力电子技术应用研究,E-ma il :cyzys zl@ 。