ZVS-ZCS-学术百科-知网空间
UC1861～UC1868系列是零电流开关和零电压开关控制准谐振变换器的最佳控制集成电路。该......流采样由互感器Tr1取得，经整流后变为电压加在UC1865的故障检测端和过零检测端。图3-27UC1865控制的离线式ZCS半桥变换器
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行波管高压电源是行波管发射机的核心部件,高压电源的性能直接决定发射机的稳定性、可靠性及性能指标。文章探索了一种ZVS-ZCS变换器形式,通过解析的方法和仿真对该变换器作了较深入的
辅助谐振换流逆变器拓扑结构中存在着诸如由辅助换流回路损耗引起的转换效率低、由负荷电流变化引起的变辅助换流周期和稳定性差等问题,为此提出了一种基于变压器辅助换流的新型ZVS-ZCS
　为了在不另设辅助电路的情况下最大限度地减小软开关电路中的环流,本文提出了一种能降低导通损耗的新的零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)的脉宽调制式(PWM)变流器,这种交叉
为解决常规PWM控制中功率器件随着频率提高而功耗大的问题,通过分析全桥移相逆变器的基本原理,利用ZCS/ZVS软开关技术,设计了一容量为12kW,工作频率为20kHZ的水冷电镀电
在全桥移相软开关ZVSFB的拓扑电路中 ,采用由二极管和电容构成的无损吸收缓冲器可以实现 :①使滞后桥臂工作在零电流拓扑状态 ;②降低变压器初级整流电压的寄生振荡 ;③消除由电路
提出了一种新型恒频率ZCS/ZVS准谐振变换器,其性能优于其它变换器。它具有较小开关损耗、较好的可控性、高操作性能、能够获得可以调节的直流输出电压等优点。并给出这种变换器的电路设
以移相全桥ZVSZCS变换器作为控制对象,分析了平均电流模式的电压电流双闭环控制系统的控制原理,用MATLAB中的可视化工具SISOTOOL设计了电压电流双闭环的PI调节参数,减
本文介绍了一种单管ZVS-ZCS-Buck-PWM变换器,简述了其工作原理,讨论了相关器件的参数设计问题,仿真证明了理论分析的正确,该变换器在高频开关电源中有很好的应用前景。
三电平DC/DC变换器多采用移相ZVS控制,而常规的移相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
提出了一种新型恒频率ZCS/ZVS准谐振变换器,性能优于其它变换器,并给出它的数学模型、理论分析波形及仿真结果。
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移相控制ZVS PWM全桥变换器的研究 61-4
华南理工大学工学硕士学位论文；容，以实现ＺＶＳ；（２）滞后桥臂的零电流开关；如果零状态处于电流复位模式，则当Ｑ４关断时，原边；从以上分析可以得到如下结论：在电流复位模式下，滞；２．４ＰＷＭＤＣ―ＤＣ全桥变换器的两类软开关实现；从以上分析可知：超前桥臂只能实现ｚｖｓ，而滞后桥；（１）ＺＶＳ方式：零状态工作在恒流模式，超前桥臂；第三章移相控制ＺＶＳ全桥变换器的发
华南理工大学工学硕士学位论文
容，以实现ＺＶＳ。滞后桥臂实现ＺＶＳ的能量是漏感能量，漏感远远小于输出滤波电感，因此滞后桥臂实现ＺＶＳ较超前桥臂困难。漏感能量与负载有关，负载越大，能量越大。在负载较小时，漏感能量不足以使滞后桥臂实现零电压开关，必须采用辅助电路来帮助实现滞后桥臂的零电压开关。
（２）滞后桥臂的零电流开关
如果零状态处于电流复位模式，则当Ｑ４关断时，原边电流己为零，Ｑ４是零电流关断。当Ｑ２开通时，由于存在变压器漏感，原边电流不能突然增加，而是以一定的斜率上升，因此可以认为Ｑ２时零电流开通，这时Ｖａｂ－－－－－一Ｖｉｎ。同样当Ｑ２关断对，其工作原理完全类似。
从以上分析可以得到如下结论：在电流复位模式下，滞后桥臂实现ＺＣＳ；滞后桥臂开关管两端不能并联电容，否则在开关管开通时，其并联电容上的电压不为零，并联电容上的能量全部消耗在开关管中，造成开关管的损坏。在零状态时，原边电流ｉｐ回到零以后，不能反向增加。如果ｉｐ减少到零后反向增加，ｉｐ将流过Ｑ３和Ｄ４。当Ｑ４关断时，Ｑ４是零电流和零电压关断。但是当Ｑ２开通时，Ｄｌ立即关断。由于Ｄ４存在反向恢复问题，将会出现很大的反向恢复电流，此时Ｑ２就会产生很大的开通电流尖峰，容易损坏开关管。因此Ｑ２失去了零电流开通条件。ｆ１１．１２．１３，１４｝
２．４ＰＷＭＤＣ―ＤＣ全桥变换器的两类软开关实现方式
从以上分析可知：超前桥臂只能实现ｚｖｓ，而滞后桥臂可以实现ＺＶＳ和ｚｃｓ。根据超前桥臂和滞后桥臂实现软开关的方式，可以将Ｐ州Ｄｃ―Ｄｃ全桥变换器的软开关方式分为两类：
（１）ＺＶＳ方式：零状态工作在恒流模式，超前桥臂和滞后桥臂均实现ｚｖｓ；（２）ｚｖｚｃｓ方式：零状态工作在电流复位模式，超前桥臂实现ｚｖｓ，滞后桥臂实现ｚｃｓ。’本设计主要研究ｚｖｓ方式的全桥变换器。
第三章移相控制ＺＶＳ全桥变换器的发展现状
第三章移相控制ＺＶＳ全桥变换器的发展现状
由上一章可知，移向全桥的软开关的实现有ＺＶＳ和ＺＶＳＣＳ两种。本章将重点讨论移相全桥ＺＶＳ的发展现状。
移相控制ＺＶＳ全桥变换器在发展过程中形成多个拓扑结构。具体可以分为非谐振零电压开关桥式变压器、零电压开关全桥式变换器、饱和电感作用的零电压开关全桥变换器、滞后桥臂并联谐振网络的零电压开关的移相全桥变换器、下管并联谐振网络的零电压开关的移相全桥变换器、双结构零电压开关移相全桥变换器。
３．１非谐振零电压开关桥式变压器
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（ａ）电路图（ｂ）主要波形图
图３―１非谐振零电压开关桥式变压器的拓扑结构及波形
Ｆｉｇ．３―１Ｔｈｅｔｏｐｏｌｏｇｙ（ａ）ａｎｄｍａｉｎｗａｖｅｆｏｒｍｓ（ｂ）ｏｆＮｏｎ―ＲｅｓｏｎａｎｔＺＶＳＦｕｌｌＢｒｉｄｇｅ
Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
由图３．１可知，Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４并不是和Ｌ１一直谐振，直介在开关的瞬间才和Ｌ１谐振。例如Ｑ１关断，由于Ｌｌ上的电流作用，对ｃ１充电，同时抽走ｃ３上的电量，当Ｃ３上的电压降为零，Ｄ３自然导通，此时Ｑ３被箝位于零，此时开通Ｑ３，所以Ｑ３位零电压开通。由于有ｃ３的存在，Ｑ３为零电压关断。其他开关的工作原理一样。
这种拓扑结构的优点：
（１）电感上的电流大小与负载有关，Ｌｌ作用是滤波和谐振作用。
（２）开关管上的电压应力小，被箝位于Ｕｉｎ。（３）吸收了开关管的外部结电容和杂散电感。
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这种拓扑结构的缺点：
（１）负载很小时，电感Ｌ１必须很大，才能满足实现零电压开通的条件。
（２）电流脉动很大，需要很大的滤波电容。［１５１
３．２零电压开关全桥式变换器
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（ａ）电路图（ｂ）主要波形图
图３．２零电压开关全桥式变换器拓扑结构及波形
Ｆｉｇ．３．２Ｔｈｅｔｏｐｏｌｏｇｙ（ａ）ａｎｄｍａｉｎｗａｖｅｆｏｒｍｓ（ｂ）ｏｆＺＶＳＦｕｌｌＢｒｉｄｇｅＣｏｎｖｅｒｔｅｒ这种变换器利用变压器的漏感和开关管的寄生电容来实现零电压开关的。这种移相全桥的滞后桥臂和超前桥臂的上、下桥臂开关的开通和关断相互转化处于不同的过程，其实现零电压开通的难易程度不一样。超前桥臂由于有负载电流参与，所以很容易实现零电压开通。而滞后桥臂没有负载电流参与，因此实现零电压开通比较困难。
解决滞后桥臂开关管很难实现零电压开通的问遂，通常的做法有两种：一是增加磁化电流，对于一定的谐振电感，必须有一个最小电流来保证谐振电感上有足够的能量来实现ＺＶＳ，增加磁化电流，就是增加这个最小电流，这将引起通态损耗增大，同时变压器的损耗也将增大。另一种方法是增大谐振电感，要在一定负载范围内实现ＺＶＳ，就可以知道一个最小电流，根据这个电流，计算出所需的谐振电感，这种方法将引起占空比丢失严重。［１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２］
３．３饱和电感作用的零电压开关全桥变换器
为了克服漏感引起的占空比的丢失问题，文献【２０】提出采用饱和电感取代变压器漏感的方法。饱和电感作用的零电压开关全桥变换器如图３－３（ａ）所示。当原边１２
第三章移相控制ＺＶＳ全桥变换器的发展现状
电流减少时，立即减少到饱和电感的饱和电流值，此时饱和电感进入饱和状态。原边电流减少到负的饱和电流时，电感进入饱和状态，原边电流迅速减小到负载电流乘以变比，这有效的减少了占空比丢失。
本电路的优点：减少了开关管的通态损耗、可以固定选择延时时间、大大减少了整流二极管的结电容与漏感产生的振荡。
缺点；依然存在过渡过程，滞后桥臂难以实现零电压开通。Ⅲ１
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（ａ）电路图Ｕ●、，ｄ―’、Ｉ＿｜Ｎ、ｌ、／｛Ｉｊｌｌ，／｛、，二－－－－Ｊ缴ｔＩ曲ｔ１ｉ＿ｔｉｔ６ｔ１１（ｂ）主要波形图ＡＤ
图３―３饱和电感作用的零电压开关全桥变换器及主要波形
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Ｓａｔｕｒａｔｅｄｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ
３．４滞后桥臂并联谐振网络的零电压开关的移相全桥
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（ａ）电路图（ｂ）主要波形图
图３－４滞后桥臂并联谐振网络的零电压开关的移相全桥及主要波形
Ｆｉｇ．３―４Ｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔ（ａ）ａｎｄｍａｉｎｗａｖｅｆｏｒｍｓ（ｂ）ｏｆＺＶＳＦｕｌｌＢｒｉｄｇｅＣｏｎｖｅｒｔｅｒｗｉｔｈ
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为了克服滞后桥臂实现零电压开关难的不足，同时又不会引起占空比的丢失和开通损耗的增大，文献【２】提出了一种在滞后桥臂并联一个谐振电感和两个谐振开关。拓扑结构图如图３－４（ａ）所示。开关的控制策略如图３－４（ｂ）所示。工作原理：超前桥臂与基本的移相桥工作原理一样，超前桥臂上管和滞后桥臂下管开通，通过变压器向负载端传送能量。超前桥臂上管开始关断，漏感电流和副边反馈电流共同参与ｃｌ和ｃ３的冲放电，从而实现Ｑ３的零电压开通。和传统移相桥不同的是在Ｑ３开通后Ｑ４关断前，开通Ｑ５，使谐振电感建立起电流，然后Ｑ４和Ｑ５同时关断，这样除了漏感电流外，还有谐振电感电流参与Ｃ２和Ｃ４的冲放电，这样大大改善了滞后桥臂的零电压开关状态。同时由于谐振电路参与的时间比较短，不会导致开遥损耗的增大。
本电路的优点是：
ａ）滞后桥臂能够成功实现零电压开通关断。
ｂ）开关的开通损耗比较低。
ｃ）占空臂损失比较小。
本电路中，谐振电感的设计比较重要，如果谐振电感选择的过太，那么就容易引起不必要的开通损耗，如果过小，那么又不能够使滞后桥臂实现零电压关断。谐振开关的开通时间也要合理选择，才能在实现滞后桥臂的零电压关断的条件下又不引起过多损耗。∞１
３．５下管并联谐振网络的零电压开关的移相全桥
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（ａ）电路图（ｂ）主要波形图
图３―５下管并联谐振网络的零电压开关的移相全桥及主要波形
Ｆｉｇ．３―５Ｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔ（ａ）ａｎｄｍａｉｎｗａｖｅｆｏｒｍｓ（ｂ）ｏｆＺＶＳＦｕｌｌＢｒｉｄｇｅＣｏｎｖｅｒｔｅｒｗｉｔｈ
ＬｏｗｅｒＳｗｉｔｃｈｐａｒａｌｌｅｌｅｄｗｉｔｈｒｅｓｏｎａｎｔｎｅｔｗｏｒｋｓ１４
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　移相控制ZVS PWM全桥变换器... 66页 免费 移相控制零开关谐振型PWM ... 75...如何提高开关频 率是开关变换技术的重要研究方向之一。 其原因是高频化可以使... 　本文选择了全桥移相控制 ZVS-PWM 谐振电路拓扑,在分析了电路原理和各工作模态的基础上,设计了 输出功率为 200W 的 DC/DC 变换器。 1 电路原理和各工作模态分析... 　3 结语 本文所讨论的改进型全桥移相 ZVS ? PWMDC/DC 变换器不仅保持了全桥移相 PWM 电路拓扑结构简洁、控制方式简单的优点, 而且保证了滞后臂在全负载范围内... 　控制策略比较简单, 易于数字控制器的 实现,该文采用 MATLAB 方法进行了仿真研究...根据移相全桥 ZVS PWM 变换器源于 BUCK 变换器的事实, 从电路工作的描述中... 　1 主电路的建模 移相控制全桥 ZVS2PWM 变换器电路实现简单、工作可靠,而且充分...的移相控 制全桥 ZVS2PWM 电源系统进行了建模和仿真分析, 通过仿真研究清楚的... 　准揩振变换器又分为两种,一种是零电流开关(ZCS), 一种是零电压开关(ZVS),...6 移相全桥 PWM 控制器 移相全桥 PWM 控制技术最关键的是器件的导通相位能... 　DC-DC 变换器的数字化控制是当前的研究热点之 一。本文分析了主电路原理,采用...由图 2 可见,在一个开关周期中,移相全桥 ZVS PWM DC-DC 变换器有 12 种... 　第四章主要介绍了变换器控制系统分析与设计,其中有控制芯片 UCC2895 的功能介绍...5 1.2.2 移相全桥 ZVS PWM 变换器常见的问题和拓扑改进... 6 1.3 本文... 　10kW全桥移相ZVSPWM整流模块_信息与通信_工程科技_专业资料。SG3524 与 SG3525...PFC 系统的 Buck-Boost 组合电路亦 分段控制;全桥变换器移相式控制 ZVS 软...一种单管ZVS-ZCS-Buck-PWM变换器--《中国科技信息》2009年02期
一种单管ZVS-ZCS-Buck-PWM变换器
【摘要】：本文介绍了一种单管ZVS-ZCS-Buck-PWM变换器,简述了其工作原理,讨论了相关器件的参数设计问题,仿真证明了理论分析的正确,该变换器在高频开关电源中有很好的应用前景。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TM46【正文快照】：
一引言现在发挥着重要的电源变换功能的开关电源，由于其具有的简单、高效、灵活的优点，在工业、农业、国防直到人民生活等国民经济各个领域的应用越来越广泛。随着人们对电源性能要求的提高，开关电源也在向高频化方向发展，但是开关电源频率提高的同时开关管的开关损耗也
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