基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器及其软开关技术研究
二相交错并联双向DCDC变换器的研究
Buck 模式时波形如图 4、5 所示。
第2期
图 4 Buck 模式下 0＜D＜0.5 时工作波形
图 2 Boost 模式下 0＜D＜0.5 时工作波形
图 5 Buck 模式下 0.5＜D＜1 时工作波形
3 参数设计
图 3 Boost 模式下 0.5＜D＜1 时工作波形 由图 1 可知，当变换器工作在 Buck 模式时，其能量从 右侧 V2流向左侧 V1，此时 S2、S4参与工作，S1、S3停止工作， 与 S1、S3并联的二极管 D1、D3充当续流二极管，导通电路的 作用，具体见表 2。
双向 DC/DC 变换器向来都是电源设计的重要部分， 不仅在蓄电池方面起着重要作用，在航天电源、电动汽 车车载电源方面也起着不可替代的作用。近年来，双向 DC/DC 变换器备受关注，应用更加广泛，不单单是可以 将高压侧电压通过 DC/DC 转化为低压供给低压侧需求， 现已增添可以将低压侧低电压通过 DC/DC 变换器转化 为高压在高压侧存储起来。在功能方面实现双向的传 达，在能源方面起到节省作用。同时，可以收集低压侧， 以便于下次利用，清洁无污染。
L2
S4
L1
S3
D4
D3
S2
V1
C1
S1
D1
D2
C2
V2
图 1 二相交错并联双向 DC/DC 变换器
2 工作原理
由图 1 可知，当变换器工作在 Boost 模式时，其能量从 左侧 V1流向右侧 V2，此时 S1、S3参与工作，S2、S4停止工作，
收稿日期：2017-01-09 作者简介：唐刚（博士，教授，研究方向：电机 智能控制，微机控制技术、故障诊断等。
表 2 Buck 模式下能量流通情况
工作模式 开关管 S2 开关管 S4 续流管 D1 续流管 D3 电感 L1 电感 L2
《2024年基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展，DC-DC变换器在电力系统中扮演着越来越重要的角色。
其中，基于LLC（L-C-C）谐振的双向全桥DC-DC变换器因其高效率、低电压电流应力、软开关等优点，在新能源汽车、可再生能源系统、储能系统等领域得到了广泛应用。
本文旨在研究基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的工作原理、设计方法及性能分析。
二、LLC谐振的基本原理LLC谐振变换器是一种采用电感（L）、电容（C）和电容（C）谐振的DC-DC变换器。
其基本原理是利用谐振电路中的电感和电容进行能量传递，通过调节谐振频率和输入电压来实现输出电压的稳定。
在LLC谐振变换器中，全桥电路用于实现能量的双向传递。
三、双向全桥DC-DC变换器的设计3.1 拓扑结构双向全桥DC-DC变换器主要由两个全桥电路、谐振电感、谐振电容以及整流电路等部分组成。
其中，两个全桥电路分别负责能量的输入和输出，通过控制开关管的通断来实现能量的传递。
3.2 设计步骤设计双向全桥DC-DC变换器时，首先需要根据应用需求确定输入输出电压范围、功率等级等参数。
然后，根据参数选择合适的电感、电容等元件，并确定谐振频率。
接着，设计全桥电路的开关管和控制策略，以保证能量的高效传递。
最后，进行仿真和实验验证，对设计进行优化。
四、性能分析4.1 效率分析LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器具有高效率的特点。
在谐振状态下，开关管的电压电流应力较低，损耗较小。
此外，软开关技术进一步降低了开关损耗，提高了整体效率。
4.2 稳定性分析该变换器具有较好的输入输出电压稳定性。
通过调节谐振频率和输入电压，可以实现输出电压的快速调整和稳定。
此外，双向全桥电路的设计使得能量可以在两个方向传递，提高了系统的灵活性和可靠性。
五、实验验证及结果分析为了验证基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的性能，我们搭建了实验平台并进行了一系列实验。
双向DC-DC变换器软开关技术研究
Ｖｌ１ ｏ ２１． ｏ３ － Ｎ ． ０１ ５ ５
双 向 ＤＣ Ｄ ． Ｃ变换器 软 开关技 术研 究
高晓峰 汪伟 石媛
ｆ 国船 舶 重 工 集 团 公 司 七 一 二 研 究 所 ，武 汉 ４ ０ ６ ） 中 ３ ０ ４ 摘 要 ：本文 分析 了移相 全桥 Ｚ ＶＳ 变 换 技 术 的 工 作 原 理 ，给 出 了 谐 振 电 感 的 选 取 条 件 ， 采 用 双 向 ＤＣ ＤＣ ・
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Ｋｅ ｒ ｓ ｂ・ｉ ｃｉｎ ｌＤＣ ＤＣ ｃ ｎ ｅｔｒｐ ａ ｅｓ ｉ ｏ ｔ ｌｚｒ －ｏｔｇ ｙｗｏ ｄ ： ｉ ｒ ｔ ａ， ／ ｏ ｖｒｅ， ｈ ｓ —ｈ ｔ ｎｒ ， ｅｏｖ ｌ ｅ － ｅ ｏ ＂ ｄ ＂ － ｆ ｃ ｏ＂ － ａ
ｌ 引言
双 向ＤＣ— ＤＣ变 换 器 被 广 泛 应 用 在 直 流 不 停 电 电源 系统 、航 天 电源 系 统 、 电动 汽 车 及 电池 充 电器 等 场 合 ， 以实 现 直 流 功 率 的双 向传 输 。为 Ｊ 了减 小变 换 器 的体 积 和 重 量 需提 高开 关 频 率 ，而 传 统 变换 器 开 关 频 率 的提 高会 增 加 开 关 损 耗 ，降 低 系 统 效 率Ｌ 。近 年 来 出现 了 解 决这 个 问题 的不 ２ Ｊ 同 方 案 。研 究 较 多 的 有谐 振 、准 谐 振 或 多 谐振 技 术 方 案 ， 这 些 方 案变 换 器 的 电压 电流 应 力较 高 ， 但
软开关双向DCDC变换器的研究
软开关双向DCDC变换器的研究一、本文概述随着电力电子技术的快速发展，DC/DC变换器在各种电源管理系统中扮演着越来越重要的角色。
特别是在电动车、可再生能源系统、数据中心以及航空航天等领域，DC/DC变换器的性能优化和效率提升成为了研究的热点。
传统的DC/DC变换器在开关切换过程中存在较大的开关损耗和电磁干扰，影响了其整体效率和稳定性。
因此，研究和开发新型的DC/DC变换器技术，特别是具有软开关特性的双向DC/DC变换器，对于提高电源系统的效率和可靠性具有重要的理论价值和实际应用意义。
本文旨在深入研究软开关双向DC/DC变换器的基本原理、拓扑结构、控制策略及其在实际应用中的性能表现。
文章首先介绍了DC/DC变换器的基本概念和分类，分析了传统DC/DC变换器存在的问题和挑战。
然后，重点阐述了软开关技术的原理及其在双向DC/DC变换器中的应用，包括软开关的实现方式、拓扑结构的选择以及相应的控制策略。
本文还将对软开关双向DC/DC变换器的性能评估方法进行探讨，包括效率、稳定性、动态响应等指标的分析和比较。
本文将通过仿真和实验验证，对所研究的软开关双向DC/DC变换器的性能进行验证和评估。
通过对比分析不同拓扑结构和控制策略下的实验结果，为软开关双向DC/DC变换器的优化设计和实际应用提供有益的参考和指导。
本文的研究成果将为电力电子技术的发展和电源系统的性能提升提供新的思路和解决方案。
二、软开关双向DCDC变换器的基本原理软开关双向DC-DC变换器是一种新型的电力转换装置，它结合了软开关技术和双向DC-DC变换器的优点，旨在提高转换效率、减小开关损耗和降低电磁干扰。
其基本原理主要涉及到软开关技术的运用以及双向DC-DC变换器的工作模式。
软开关技术通过在开关管电压或电流波形上引入零电压或零电流区间，实现了开关管的零电压开通（ZVT）或零电流关断（ZCS），从而极大地减小了开关损耗。
在软开关双向DC-DC变换器中，通过采用谐振电路、辅助开关或变压器等元件，实现了开关管的软开通和软关断，从而提高了变换器的效率。
《2024年基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电动汽车、可再生能源等领域的快速发展，DC-DC变换器作为电源系统中的关键设备，其性能的优劣直接影响到整个系统的效率与稳定性。
近年来，基于LLC（Lamp Lade & Capacitor）谐振的双向全桥DC-DC变换器因其在宽输入电压范围、高转换效率和低电磁干扰（EMI）等方面的优异表现，逐渐成为研究热点。
本文将详细探讨这一类变换器的工作原理、设计方法以及应用前景。
二、LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的工作原理LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器是一种新型的电力电子变换器，其工作原理基于谐振现象。
在电路中，通过控制开关管的通断，使电路中的电感、电容和开关管等元件产生谐振，从而实现能量的高效传输。
与传统的DC-DC变换器相比，LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器具有更高的转换效率和更低的电磁干扰。
该变换器由两个全桥电路组成，每个全桥电路包含四个开关管。
通过控制开关管的通断，可以实现能量的双向流动。
在正向传输过程中，输入侧的全桥电路将直流电转换为高频交流电，经过LLC谐振网络后，再由输出侧的全桥电路整流为直流电输出。
在反向传输过程中，则相反。
三、设计方法设计LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器时，需要考虑多个因素，如输入电压范围、输出电压要求、转换效率等。
设计过程中主要包括以下几个步骤：1. 确定电路拓扑结构：根据应用需求选择合适的电路拓扑结构，如全桥电路、半桥电路等。
2. 确定谐振元件参数：包括谐振电感、谐振电容和谐振频率等参数的设计与选择。
3. 控制策略设计：根据应用需求设计合适的控制策略，如PWM控制、SPWM控制等。
4. 仿真验证：通过仿真软件对电路进行仿真验证，确保设计的合理性和可行性。
四、应用前景LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器在多个领域具有广泛的应用前景。
首先，在电动汽车领域，该变换器可用于电池管理系统，实现电池的充放电管理以及能量回收等功能。
基于三半桥拓扑的双向DC-DC变换器软开关条件研究
基于三半桥拓扑的双向DC/DC变换器软开关条件研究1 引言双向DC/DC变换器是指在保持变换器两端的直流电压极性不变的情况下，能够根据需要调节能量传递方向，实现电能双向流动的直流变换器[1]。
多端口双向DC/DC变换器使多个电源互连，实现了多级电源之间多个方向的能量传输。
三半桥双向DC/DC变换器是一种新型的三端口变换器，它通过磁耦合将不同的电源结合在一起，通过移相控制实现同时或单独向负载供电。
该变换器拓扑所具有低压/高电流的输入特性；双向功率流动；开关管数量少，结构简单等优势。
三半桥双向DC/DC变换器在正向模式下的工作原理和换流过程与单输入ZVS双半桥DC/DC变换器是相似的，但是其软开关的条件以及影响软开关的因素都和单输入ZVS双半桥DC/DC变换器不同。
因此，研究三半桥双向DC/DC变换器的软开关的实现条件是十分有意义的。
2 三半桥变换器的工作原理隔离型三半桥DC/DC变换器的主电路包含两个输入级组合式升压半桥电路，一个三绕组的高频变压器，以及一个输出级电压型半桥电路。
将变压器用其等效模型[2，3]替换，其主电路以原边为参考的等效电路如图1所示。
图1三半桥DC/DC变换器以原边为参考的等效电路在正向（Boost）模式下，一个完整的开关周期根据状态的不同可以划分成t0～t19共19个工作区间。
这里假设t1时刻之前的稳态对应于开关管S1导通，开关管S5和S3的反并联二极管D5, D3因正向偏置而导通。
具体模态如下。
⑴模态1（t0～t1）在t1时刻之前，电路达到稳态，S1, D5和D3导通，Vcr2=V1+V2电感Ldcl、Ldc2均在释放能量，两个输入端的电感电流均在线性下降。
此阶段电容C1经S1放电，C2充电，电容C5经二极管D5充电，C6放电，原边所提供的功率除传递给负载外，同时给电容C3充电。
⑵模态2(t1～t2)t1时刻S1关断，Cr1、Cr2与Tr谐振，Cr1充电，Cr2放电，Vcr2从Vcr2=V1+V2开始降低，Vr12＝Vcr2－V2也因此降低，电容Cr1、Cr2的电压变化率为Vcr2=（V1+V2）－Vr1，时刻Vcr2由0开始变负时，D2开始因正偏而导通。
双向DCDC变换器的研究
双向DCDC变换器的研究随着电子技术的飞速发展，电源管理技术已成为制约电子产品性能和功能的关键因素。
其中，DCDC变换器作为电源管理的重要组成部分，已经引起广泛。
本文将重点探讨双向DCDC变换器，以更好地满足电子设备的能量转换需求。
双向DCDC变换器是一种可以同时进行电能双向传输的电路模块，它可以在不同的输入和输出电压之间实现能量的双向流动。
这种变换器在通信、计算机、工业控制等领域应用广泛，具有重要的实际意义。
双向DCDC变换器可以根据不同的分类方法进行划分。
根据有无变压器可以分为有变压器和无变压器两种类型。
其中，有变压器类型的变换器可以通过改变变压器匝数比实现电压的升降，具有较高的电压调节精度；而无变压器类型的变换器则通过电子开关进行能量的双向传输，具有较小的体积和重量优势。
根据控制方式的不同，双向DCDC变换器还可以分为电流控制和电压控制两种类型。
电流控制型变换器通过控制电流来调节输出电压，具有较快的动态响应速度；而电压控制型变换器则通过控制输出电压来间接调节电流，具有较小的体积和成本优势。
双向DCDC变换器在不同领域具有广泛的应用。
在通信领域，双向DCDC 变换器可以用于基站电源、光端机等设备的能量供给；在计算机领域，双向DCDC变换器可以实现电源的模块化和高效化，提高系统的可靠性和稳定性；在工业控制领域，双向DCDC变换器可以实现分布式能源管理，提高能源利用效率。
双向DCDC变换器作为一种重要的电源管理技术，具有广泛的应用前景。
本文对双向DCDC变换器的深入研究，旨在为电子设备的能量转换需求提供更好的解决方案，并为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
随着环境保护和能源效率问题日益受到重视，电动汽车的发展逐渐成为汽车工业的必然趋势。
在电动汽车中，双向DCDC变换器作为一种重要的电力电子设备，可以有效提高能量的利用率和系统的效率。
本文将对电动汽车双向DCDC变换器的研究进行深入探讨。
在国内外学者的研究中，双向DCDC变换器已取得了许多成果。
DC变换器新型软开关技术的研究的开题报告
DC/DC变换器新型软开关技术的研究的开题报告一、选题背景和意义DC/DC变换器是现代电子设备中广泛应用的一类电力转换装置。
随着电子设备的高速发展和对于能效要求越来越高，DC/DC变换器的高能效和高可靠性也成为了设计和研究的重点。
传统的硬开关技术能够得到广泛应用，但由于其存在电磁干扰、能量回收等问题，新型的软开关技术逐渐崭露头角，并逐步成为DC/DC变换器的研究方向。
本选题旨在研究DC/DC变换器新型软开关技术，探索其在提高DC/DC变换器能效、减少器件损耗以及提高系统可靠性等方面的应用潜力，为电力电子技术的发展做出贡献。
二、研究内容和方法本选题主要研究内容包括新型软开关技术在DC/DC变换器中的应用原理、工作状态分析、性能评估和优化设计等方面。
具体研究内容如下：1.研究新型软开关技术的基本原理和特点，比较常用的软开关技术，分析其优缺点。
2.分析DC/DC变换器的基本工作原理，建立数学模型，研究传统硬开关技术的工作状态及其损耗机制。
3.从电磁干扰、能量回收等角度探讨新型软开关技术的工作状态以及对于器件损耗和DC/DC变换器综合性能的影响。
4.通过仿真软件进行仿真实验，对比硬开关和软开关技术的变换器性能，并对软开关技术进行优化设计，使DC/DC变换器的能效、可靠性指标进一步提高。
研究方法主要采用文献资料调研、理论分析、仿真实验等方法。
三、预期目标和创新点本选题旨在研究DC/DC变换器新型软开关技术的应用，以提高变换器的效率、可靠性和抗干扰能力。
预期实现以下目标：1.深入分析新型软开关技术的原理和优点，探讨其在DC/DC变换器中的应用潜力。
2.通过仿真实验，对比硬开关和软开关技术的变换器性能，验证新型软开关技术在提高能效和可靠性方面的优势。
3.优化设计软开关技术，进一步提高DC/DC变换器的效率和可靠性，并为电力电子技术的发展做出贡献。
创新点：1.探索新型软开关技术在DC/DC变换器应用中的新途径，为提高能效、减少器件损耗、提高系统可靠性等方面提供新思路。
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基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器及
其软开关技术研究
基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器及其软开关技术研究
摘要：近年来，随着能源需求的快速增长，高效节能的电力转换技术得到了广泛关注。
基于SiC（碳化硅）器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器由于其高效率、高功率密度和低开关损耗等优点而备受研究者青睐。
本文以此为背景，围绕基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器及其软开关技术展开深入研究。
1. 引言
目前，基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器已成为电力转换领域的热点研究课题。
随着SiC器件技术的不断发展，其在高效率电力转换中的应用越来越广泛。
本文将着重探讨SiC器件及其在双向非隔离型交错并联DC-DC变换器中的应用。
2. SiC器件
2.1 SiC器件简介
碳化硅（SiC）器件是一种具有较高导热性、较高击穿电场以及较低开关损耗的新型半导体器件。
相比于传统的硅（Si）器件，SiC器件具有更低的导通压降、更高的开关频率以及更小的漏电流等优势。
这使得SiC器件成为高效率、高功率密度和高温工作的理想选择。
2.2 SiC器件在DC-DC变换器中的应用
SiC器件在DC-DC变换器中的应用主要体现在功率放大开关和光伏逆变器领域。
其特点是可以实现更大的开关频率，从而减
小变压器尺寸，提高能量传递效率。
3. 双向非隔离型交错并联DC-DC变换器
3.1 双向非隔离型交错并联DC-DC变换器原理
双向非隔离型交错并联DC-DC变换器是一种能够在同一个变换器中实现两个方向的能量流动的变换器。
其原理是通过在主拓扑结构中增加一个次级开关来实现能量的正向和反向流动。
这种结构可以实现双系统能量互传，提高整个系统的能量利用效率。
3.2 双向非隔离型交错并联DC-DC变换器的优势
双向非隔离型交错并联DC-DC变换器在应用中具有如下优势：高效能量传递、快速响应和较小的体积。
这些特点使得其在电动汽车、电池储能系统和电力电子设备等领域有着广泛的应用前景。
4. 双向非隔离型交错并联DC-DC变换器软开关技术
4.1 软开关技术简介
软开关技术是一种能够有效减小开关损耗的技术。
通过在开关器件上添加合适的电路拓扑结构，可以实现零电压或零电流切换，减小开关器件的开关损耗和电磁干扰。
4.2 软开关技术在双向非隔离型交错并联DC-DC变换器中的应用
软开关技术在双向非隔离型交错并联DC-DC变换器中的应用主要体现在降低开关器件的开关损耗和提高系统的效率。
通过合理的软开关设计，可以控制开关器件的导通和关断时间，避免能量的二次振荡，从而提高系统的性能。
5. 结论
本文研究了基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器及其软开关技术。
SiC器件作为一种具有优异性能的半导体
器件，其在高效率电力转换中的应用前景广阔。
双向非隔离型交错并联DC-DC变换器以及软开关技术的应用能够进一步提高系统的能量利用效率和电力转换效率。
随着SiC器件和软开关技术的不断发展，基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC变换器将逐渐成为电力转换领域的主流技术
综上所述，基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC 变换器及其软开关技术具有广阔的应用前景。
通过降低开关器件的开关损耗和提高系统的效率，这项技术能够显著提高能量利用效率和电力转换效率。
随着SiC器件和软开关技术的不断发展，预计这种基于SiC器件的双向非隔离型交错并联DC-DC 变换器将成为电力转换领域的主流技术。