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一种新颖的磁集成自驱动倍流整流半桥三电平直流变换器刘志军;虞晓阳;金科
【期刊名称】《电工技术学报》
【年(卷),期】2015(030)003
【摘要】提出了一种新颖的磁集成自驱动倍流整流半桥三电平直流变换器.首先采用无非跨电容和钳位二极管的半桥三电平结构作为变换器的一次,接着采用倍流整流电路作为变换器的二次.为了减小变换器的体积,本文采用了磁集成技术,将主变压器拆分成两个,利用主变压器的励磁电感分别替代滤波电感,最后再将两个变压器集成到一副磁心里面.与传统倍流整流半桥三电平变换器相比,该变换器不存在三电平桥臂钳位二极管可靠性较差的问题;仅需采用一副磁心,增加了变换器的功率密度,同时可以直接利用主变压器辅助绕组驱动二次同步整流管,简化了驱动电路,提高了变换器的效率.一台28V/100A的原理样机验证了理论分析的正确性.
【总页数】9页(P131-139)
【作者】刘志军;虞晓阳;金科
【作者单位】南京航空航天大学南京 210016;南京航空航天大学南京 210016;南京航空航天大学南京 210016
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.一种新颖的零电压开关PWM三电平直流变换器 [J], 许大宇;阮新波;严仰光
2.一种新颖的零电压零电流开关PWM三电平直流变换器 [J], 阮新波;周林泉;严仰光
3.一种新颖采用磁集成技术大功率组合式高增益Boost变流器研究 [J], 郭瑞;海航;王磊;王秋实;杨玉岗
4.采用磁集成技术的不对称半桥倍流整流变换器 [J], 王凯;常现兵
5.采用磁集成技术的不对称半桥倍流整流变换器 [J], 杨卫刚; 刘春喜
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一种改进的倍流整流方式ZVS PWM全桥变换器
阮新波;王建冈;陈乾宏
【期刊名称】《电工技术学报》
【年(卷),期】2002(017)002
【摘要】提出了一种改进的倍流整流方式零电压开关PWM全桥变换器(CDR ZVS PWM FB变换器),即在基本的CDR ZVS PWM FB变换器的变压器一次侧串入一个阻断电容.它保留了基本变换器可在很宽负载范围内实现开关管的ZVS和输出整流管自然换流的优点,同时对变压器的漏感没有严格要求.阐述了改进变换器的工作原理,讨论了超前管和滞后管各自实现ZVS的特点,并通过一台540W的原理样机的完成验证了改进变换器的工作原理,最后给出实验结果.
【总页数】5页(P71-75)
【作者】阮新波;王建冈;陈乾宏
【作者单位】南京航空航天大学,210016;南京航空航天大学,210016;南京航空航天大学,210016
【正文语种】中文
【中图分类】TM461
【相关文献】
1.改进型倍流整流电路ZVS PWM全桥变换器的参数设计及优化 [J], 王建冈;阮新波
2.改进型倍流整流电路ZVS PWM全桥变换器 [J], 王建冈;陈乾宏;阮新波
3.改进型倍流整流方式ZVS PWM全桥变换器的设计 [J], 王建冈;阮新波;陈乾宏
4.倍流整流方式ZVS PWM全桥变换器的控制系统设计 [J], 孙强;郑湘渝;余娟
5.改进型倍流整流电路ZVS PWM全桥变换器的参数设计及优化 [J], 王建冈;阮新波
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·本科毕业设计（论文）采用倍流整流电路的半桥变换器研究苑梦雄燕山大学2013年6月·本科毕业设计（论文）采用倍流整流电路的半桥变换器研究学院（系）：电气工程学院___专业：09级应用电子__学生姓名：苑梦雄_________学号：0901********___指导教师：吴俊娟_________答辩日期：2013年6月24日__·燕山大学毕业设计(论文)任务书学院：电气工程学院系级教学单位：电气工程及自动化系学号0901********学生姓名苑梦雄专业班级09应电2班题目题目名称采用倍流整流电路的半桥变换器研究题目性质1.理工类：工程设计（√）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）。
2.文管类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）。
题目类型 1.毕业设计（√） 2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（√）主要内容1 查询倍流整流电路的技术资料，阅读消化理解工作原理。
2 将倍流整流与其它副边整流电路进行比较。
3 设计一台原边为半桥拓扑，副边为倍流整流，输入48V直流，输出5V直流的直流变换器，分析不同模式的工作，设计控制电路，并建立数学模型。
4 给出全部设计参数和图纸。
基本要求1．按电气工程学院本科生学位论文撰写规范的要求完成设计说明书一份（不少于2.4万字），A0图纸。
2．说明书及插图一律打印，要求条理清晰、文笔流畅、图形及文字符号符合国家现行标准。
3．按学院指定的地点进行设计，严格按照进度计划完成毕业设计任务。
参考资料1．VRM相关资料2．倍流整流电路有关文献3．半桥变换器设计相关文献周次1—4周5—8周9—11周12—15周16—17周应完成的内容查阅并消化理解资料，找出主要问题，确定主电路拓扑了解工作原理，设计、计算电路有关参数。
利用仿真软件进行电路的仿真。
给出全部工程图纸和元器件表。
撰写论文画图、准备答辩指导教师：吴俊娟职称：讲师 2012年 12 月 12 日系级教学单位审批：年月日摘要摘要随着信息技术的迅速发展，中小功率变换器在计算机、通信和其它工业领域中得到了广泛的应用．为满足应用场合对数据处理更快速、更有效的要求，对变换器的要求也不断提高，使得变换器向着更低的输出电压、更高的输出电流、更高的效率，更快的动态响应以及更高的可靠性等方向发展。
倍流同步整流在DC/DC变换器中工作原理分析
在低压大电流变换器中倍流同步整流拓扑结构已经被广泛采用。
就其工作原理进行了详细的分析说明，并给出了相应的实验和实验结果。
关键词：倍流整流；同步整流；直流/直流变换器；拓扑
0 引言
随着微处理器和数字信号处理器的不断发展，对芯片的供电电源的要求越
来越高了。
不论是功率密度、效率和动态响应等方面都有了新要求，特别是要求输出电压越来越低，电流却越来越大。
输出电压会从过去的3.3V 降低到
1.1～1.8V 之间，甚至更低[1]。
从电源的角度来看，微处理器和数字信号处理器等都是电源的负载，而且它们都是动态的负载，这就意味着负载电流会在瞬间变化很大，从过去的13A/μs 到将来的30A/μs～50A/μs[2]。
这就要求有能够输出电压低、电流大、动态响应好的变换器拓扑。
而对称半桥加倍流同步整流结构的DC/DC 变换器是最能够满足上面的要求的[3]。
本文对这种拓扑结构的变换器的工作原理作出了详细的分析说明，实验结
果证明了它的合理性。
1 主电路拓扑结构
主电路拓扑如图1 中所示。
由图1 可以看出，输入级的拓扑为半桥电路，
而输出级是倍流整流加同步整流结构。
由于要求电路输出低压大电流，则倍流同步整流结构是最合适的，这是因为：
图1 主电路拓扑
1）变压器副边只需一个绕组，与中间抽头结构相比较，它的副边绕组数只有中间抽头结构的一半，所以损耗在副边的功率相对较小；
2）输出有两个滤波电感，两个滤波电感上的电流相加后得到输出负载电流，。
第17期2019年6月No.17June ，2019作者简介：夏云波（1978—），男，安徽合肥人，工程师，本科；研究方向：科技管理。
用于雷达相控降的两级式半桥+buck 电源变换器模块的设计夏云波，李丹青（南京电子技术研究所，江苏南京210039）摘要：随着电力电子的飞速发展，开关技术得到了不断的提高，两级式的电源拓扑结构不断应用到各个领域。
传统变换器在低电压、大电流输出的优势不再明显。
文章提出了一种“半桥+buck 电路”的两级式变换器，该变换器尺寸小、工作效率高，非常适用于低电压、大电流输出的小功率变换。
文章介绍了该变换器的工作原理和主要参数设计，并进行了实验验证。
验证结果表明，采用半桥+buck 电路的两级式变换器，尺寸仅为1/8砖，在功率较大、输入电压范围较宽的情况下能够将最高工作效率提高到94%以上。
关键词：两级式；半桥；同步整流；buck 变换器中图分类号：TM46文献标识码：A 江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information引言传统的隔离型DC/DC 变换器一般采用正激式（Forward ）结构，半桥式（Half bridge ）结构以及移相全桥式（Phase shifted full bridge ）结构［1］。
由于控制方式简单，效率高、可靠性高，正激式结构往往用于小功率场合。
在传统半桥中变压器由于电流峰值的增加，一般只用在输出功率较低如300W~500W 的场合［2］。
采用双桥臂四个功率开关管的硬开关全桥拓扑，虽然成本较高，但具有开关管电流应力小，变压器无偏磁效率高等优点，在中大功率场合应用中比较常见［3］。
虽然移相全桥变换器拓扑电路具备功率开关管工作在ZVS 条件下，开关损耗小；提高开关频率就可提高功率密度；器件电压电流应力小等诸多优点，但是该电路同样存在着很多问题：滞后桥臂的ZVS 不能够顺利完成，这一般发生在负载较轻的情况下；原边回路中的循环能量较大，这对效率的提高是有难度的；占空比的遗失将发生在变压器的副边；与一般拓扑存在的共性问题是二极管的反向恢复，开关过程中的电压电流变换率较大倒是干扰的产生。
万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据2种ZVS方式AHB直流变换器比较作者：张友军， 阮新波， ZHANG Youjun， RUAN Xinbo作者单位：张友军,ZHANG Youjun(苏州大学,机电工程学院,江苏,苏州,215021;南京航空航天大学,航空电源航空科技重点实验室,江苏,南京,210016)， 阮新波,RUAN Xinbo(南京航空航天大学,航空电源航空科技重点实验室,江苏,南京,210016)刊名：电力自动化设备英文刊名：ELECTRIC POWER AUTOMATION EQUIPMENT年，卷(期)：2009，29(10)被引用次数：0次1.PAUL I Asymmetrical duty cycle power converter 20082.柯忠伟不对称半桥式DC/DC变换器的研究 20003.张友军.张玉珍.董璐ZVS高效率AHB直流变换器的研究 2007(06)4.张友军AHB直流变换器的ZVS原理分析与控制 2005(12)5.FENG Jiangtas.HU Yuequan.CHEN Wei ZVS analysis of asymmetrical half-bridge converter 20016.王志强.陈保艳倍流整流式不对称半桥DC/DC变换器软开关分析 2005(01)7.HENG P C.ORUGANTI R Family of two-switch soft switched asymmetrical PWM DC/DC converter 19948.ABEDINPOUR S.LIU R.FASULLO G Small-signal analysis of a new asymmetrical half-bridge DC-DC converter 20009.MIFTAKHUTDINOV R.NEMCHINOV A.MELESHIN V Modified asymmetrical half-bridge DC-DC converter 199910.KOROTKOV S.MELESHIN V.FRAIDLIN S Soft-switched asymmetrical half-bridge DC/DC converter:steady-state analysis,an analysis of switching processes 199711.LEU Yihsin.CHEN Cherulin.CHEN Tsomin Analysis and design for asymmetrical half-bridge forward mode converters 200112.陈丹江.张仲超不对称半桥变换器的研究 2003(09)13.杨建宁.谢少军不对称半桥变换器零电压开通条件的分析 2005(03)14.杨仲望.金天均.吕征宇不对称半桥电压控制模式与电流控制模式研究 2007(09)15.黄华芳一种新颖的不对称半桥式准谐振变换器 2007(11)1.期刊论文励磁电流实现不对称半桥直流变换器ZVS的研究-电力电子技术2009,43(9)为在较宽负载范围内实现初级开关管的零电压开关(ZVS),传统的不对称半桥(Asymmetrical Half-bridge,简称AHB)直流变换器常采用增大变压器漏感或在初级串接一个电感的方法,但这样会带来很多不良影响.研究了一种新颖的AHB直流变换器初级开关管ZVS的实现方法及其电路工作原理,给出了关键电路参数设计依据.在空载至满载范围内,该变换器无需串接外加电感,利用变压器励磁电流即可实现初级开关管ZVS,适用于小功率应用场合.试验结果表明,该电路具有结构简单、实现容易、成本低及变换效率高等优点.2.期刊论文杜少武.蒋劲松.DU Shao-wu.JIANG Jin-song零电压零电流不对称半桥串联混合式直流变换器-中国电机工程学报2006,26(24)提出一种ZVZCS不对称半桥串联混合式直流变换器.该变换器的主开关管的电压应力为输入电压的一半,从而使该变换器非常适合高压输入场合.利用副边的辅助电路在宽负载范围内实现了滞后管的零电流软开关(ZCS),并克服了以前出现的ZVS半桥串联混合式直流变换器所存在的2个半桥分压不均衡的固有缺点,从而使该类拓扑更加实用.此外,由于实现了ZVZCS,变压器原边环流基本被消除,变换器的效率得到进一步提高.文中详细分析了该变换器的工作原理,阐述了其工作特性,在此基础上设计并制作了1台240 W(输出24 V/10 A)的原理样机,并给出了实验结果.3.学位论文杨建宁6kVA三相/单相400Hz静止变流器研究2005本文的主要工作是6kVA航空静止变流器研制.航空静止变流器采用模板化方案,包括直流环节和交流环节.直流环节为四路电气隔离的直流变换器.本文首先介绍了不对称半桥变换器直流变换器的基本工作原理,进行了模态分析,推导了其主开关管零电压开通的条件,建立了小信号模型,并进行了仿真研究,在此基础上设计并制作了一台不对称半桥变换器原理样机.为了消除不对称半桥变换器中变压器副边整流管上的电压尖峰,采用了改进型不对称半桥变换器.本文继而详细介绍了改进型不对称半桥变换器的工作原理和工作模态,分析了改进型不对称半桥变换器变压器副边整流管电压尖峰减小的原因,在仿真基础上设计并制作了一台改进型不对称半桥变换器原理样机.仿真和实验结果都表明变压器副边整流管的振铃效应得到很好的抑制.因此航空静止变流器直流环节拓扑采用改进型不对称半桥变换器.论文还设计了航空静止变流器的交流环节,制作了6kVA静止变流器样机并给出了6kVA静止变流器的实验结果.4.会议论文黄华芳.黄念慈大功率不对称半桥零电流准谐振变换器2004提出了一种大功率不对称半桥式零电流准谐振变换器,利用副边添加电容与变压器漏抗谐振的方法实现零电流开关,并讨论了软开关的条件.仿真结果验证了这种零电流变换器具有电压电流变化范围广的特点.5.期刊论文杨建宁.谢少军.YANG Jian-ning.Xie Shao-jun不对称半桥变换器零电压开通条件的分析-电力电子技术2005,39(3)分析了一种半桥不对称PWM控制DC/DC变换器的工作原理,以及为实现功率管零电压开通(ZVS),其主电路参数必须满足的条件,得到了开关管ZVS时间与谐振电感、占空比、负载以及输入输出电压的关系,得出了谐振电感的设计准则,并对相关计算公式进行了简化以适用于工程计算.根据理论分析结果设计了270V输入,48V输出1.5kW变换器.该变换器的实验结果论证了理论分析的正确性,样机效率达到了93%.6.期刊论文张友军.张玉珍.董璐.赵伟苏.贾靓.王诗彬.ZHANG You-jun.ZHANG Yu-zhen.DONG Lu.ZHAO Wei-su.JIA Liang.WANG Shi-bin ZVS高效率AHB直流变换器的研究-电测与仪表2007,44(6)分析研究了一种不对称半桥(AHB)直流变换器的电路工作原理.利用负载折射电流实现开关管零电压开关(zvs),同时采用同步整流控制技术,可以有效提高变换器的效率;研制了200W原理样机,试验结果表明:该变换器具有体积小、高效率、高功率密度等优点.7.期刊论文秦岭.王亚芳.张航.谢少军.Qin Ling.Wang Yafang.Zhang Hang.Xie Shaojun对称控制ZCS-PWM不对称半桥变换器研究-电气自动化2007,29(5)提出了一种新颖的对称控制ZCS-PWM半桥变换器.与传统的不对称半桥变换器相比,该变换器在变压器的副边电路中增加了一条由辅助开关管、谐振电容和谐振电感串联组成的辅助支路,其主开关管不仅工作在对称状态,而且变换器能在整个负载范围内实现主开关管和辅助开关管的零电流开关以及所有二极管的零电压开关.本文详细分析该变换器的工作原理和工作特性,给出了实现软开关的条件和主要参数的设计方法,仿真和实验研究表明该变换器具有优良的性能.8.学位论文蒋劲松半桥串联混合式直流变换器的研究2006本文分析了半桥串联ZVS混合式直流变换器在移相控制方式下工作时产生上、下两个半桥分压不均衡的原因，并据此提出了两种改进措施：充电均衡法和消除环流法。
倍流整流半桥变换器同步整流驱动技术的研究陈志宇;陈为;卢增艺【摘要】针对由于倍流整流电路的开关死区时间,使得一般的自驱动无法提供同步整流管驱动信号,导致体二极管导通,从而降低同步整流效率的问题,研究了一种新型的倍流同步整流自驱动电路,介绍了其工作原理,分析了影响同步整流驱动信号质量的参数.仿真和实验验证了该方案的可行性.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2011(028)003【总页数】4页(P14-17)【关键词】倍流整流;同步整流;自驱动【作者】陈志宇;陈为;卢增艺【作者单位】福州大学电气工程与自动化学院,福建,福州,350108;福州大学电气工程与自动化学院,福建,福州,350108;福州大学电气工程与自动化学院,福建,福州,350108【正文语种】中文【中图分类】TN7120 引言随着对分布式电源系统需求的逐步加大，对变换器的高效和高功率密度的要求不断增加。
尤其是对于输出电压3.3 V及以下、输出电流高达几十安培以上的低压、大电流DC/DC模块电源，成为功率变换技术研究和产品开发的热点。
倍流整流半桥变换器因其输出滤波电感电流小(只有输出电流的一半)，输出电流纹波小的优点，在低压、大电流变换器中得到广泛的应用［1］。
对于低电压、大电流输出的DC/DC变换器，同步整流技术正得到广泛应用。
同步整流技术采用低导通电阻的功率MOS管代替开关变换器中的快恢复二极管，起整流管的作用，从而达到降低整流损耗，提高效率的目的。
但是，实现同步整流，关键在于如何实现同步整流驱动信号时序的控制。
目前，实现电压型自驱动的方式主要有副边绕组电压驱动，辅助绕组电压驱动和输出滤波电感电压驱动三种。
本文在分析比较前两种自驱动方式的基础上，研究一种通过输出滤波电感耦合产生驱动信号，达到在死区时间保证同步整流管开通的目的。
1 变换器工作原理和同步整流自驱动方式半桥倍流整流电路如图1所示，假设各器件均为理想器件，两个主开关S1和S2组成了一个半桥结构，其驱动信号是有一定死区时间的互补信号。
倍流同步整流在DC/DC变换器中工作原理分析倍流同步整流在DC/DC变换器中工作原理分析类别：电源技术 作者:蔡拥军等 摘要：在低压大电流变换器中倍流同步整流拓扑结构已经被广泛采用。
就其工作原理进行了详细的分析说明，并给出了相应的实验和实验结果。
 关键词：倍流整流；同步整流；直流/直流变换器；拓扑 0 引言 随着微处理器和数字信号处理器的不断发展，对芯片的供电电源的要求越来越高了。
不论是功率密度、效率和动态响应等方面都有了新要求，特别是要求输出电压越来越低，电流却越来越大。
输出电压会从过去的3.3V降低到1.1～1.8V之间，甚至更低[1]。
从电源的角度来看，微处理器和数字信号处理器等都是电源的负载，而且它们都是动态的负载，这就意味着负载电流会在瞬间变化很大，从过去的13A/μs到将来的30A/μs～50A/μs[2]。
这就要求有能够输出电压低、电流大、动态响应好的变换器拓扑。
而对称半桥加倍流同步整流结构的DC/DC变换器是最能够满足上面的要求的[3]。
 本文对这种拓扑结构的变换器的工作原理作出了详细的分析说明，实验结果证明了它的合理性。
 1 主电路拓扑结构 主电路拓扑如图1中所示。
由图1可以看出，输入级的拓扑为半桥电路，而输出级是倍流整流加同步整流结构。
由于要求电路输出低压大电流，则倍流同步整流结构是最合适的，这是因为： 图1 主电路拓扑 1）变压器副边只需一个绕组，与中间抽头结构相比较，它的副边绕组数只有中间抽头结构的一半，所以损耗在副边的功率相对较小； 2）输出有两个滤波电感，两个滤波电感上的电流相加后得到输出负载电流，而这两个电感上的电流纹波有相互抵消的作用，所以，最终得到了很小的输出电流纹波； 3）流过每个滤波电感的平均电流只有输出电流的一半，与中间抽头结构相比较，在输出滤波电感上的损耗明显减小了； 4）较少的大电流连接线（high current inter-connection），在倍流整流拓扑中，它的副边大电流连接线只有2路，而在中间抽头的拓扑中有3路； 5）动态响应很好。
一种采用倍流整流的移相全桥ZVZCS直流变换器
邓凡李;汪令祥
【期刊名称】《电气传动》
【年(卷),期】2007(37)6
【摘要】常规的移相全桥ZVS控制的变换器,滞后臂较难实现ZVS,同时换流时的环流也会降低变换器的效率.另外,传统的输出全波整流设计,其大电流增加了输出滤波电感和变压器的体积以及整流管上的电压应力,这不利于用在低压大电流输出场合.为此,针对较高输入电压的光伏发电系统,提出了一种适宜于应用在低压大电流输出场合的倍流整流移相全桥ZVZCS变换器拓扑结构,实验验证了电路结构的正确性,并能应用在蓄电池控制器主电路中.
【总页数】5页(P34-38)
【作者】邓凡李;汪令祥
【作者单位】合肥工业大学;合肥工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TM4
【相关文献】
1.改进型移相全桥ZVZCS直流变换器 [J], 张勇强;金新民;张斌斌;刘京斗
2.一种改进的全桥移相倍流整流变换器 [J], 宋飞
3.采用倍流整流移相全桥的ZVZCS直流变换器研究 [J], 刘殿勋;吴正国;李玉梅;黄海
4.采用ZVZCS移相全桥主电路的磁铁电源研究 [J], 易德刚;段善旭;樊明武
5.采用Class-E倍流整流的移相全桥谐振变换器 [J], 任凌;王志强;李思扬
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
