A ZVS-PWM T-type isolated DC-DC converter

Bandeira, Delvanei G.; Mussa, Samir Ahmad; Barbi, I.

doi:10.1109/cobep.2015.7420107

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“…Uma das principais características que diferencia os conversores ressonantes é a conexão dos elementos do circuito ressonante (também denominados de circuito tanque), sendo as configurações mais empregadas a série ressonante, a paralelo ressonante e a série paralelo ressonante [7]. Quanto ao estágio inversor de entrada, existem algumas possibilidades de implementação, como o meia ponte [5], [14], [20], [21], o ponte completa [1], tipo T [22] e push-pull [4]. Para o retificador de saída, os mais utilizados são o ponte completa com ponto médio, o ponte completa [1] e o dobrador de tensão [22].…”

Section: Introductionunclassified

“…Quanto ao estágio inversor de entrada, existem algumas possibilidades de implementação, como o meia ponte [5], [14], [20], [21], o ponte completa [1], tipo T [22] e push-pull [4]. Para o retificador de saída, os mais utilizados são o ponte completa com ponto médio, o ponte completa [1] e o dobrador de tensão [22]. O estágio de saída pode ser em corrente [6], [12], [23], [24] ou em tensão [1], [5], [22], sendo usualmente em corrente para aplicações em alta potência e baixa tensão de saída, ou em tensão quando empregados em aplicações de média e alta tensão.…”

Section: Introductionunclassified

“…Para o retificador de saída, os mais utilizados são o ponte completa com ponto médio, o ponte completa [1] e o dobrador de tensão [22]. O estágio de saída pode ser em corrente [6], [12], [23], [24] ou em tensão [1], [5], [22], sendo usualmente em corrente para aplicações em alta potência e baixa tensão de saída, ou em tensão quando empregados em aplicações de média e alta tensão. Na escolha da composição do conversor ressonante, os estágios meia ponte com modulação por largura de pulso assimétrica e ponte completa possuem vantagens quando comparados aos estágios push-pull, flyback e forward, pois operam com esforços de tensão nos semicondutores limitados ao valor da tensão na entrada [25].…”

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Conversor CC-CC Paralelo Ressonante Meia Ponte Assimétrico com Saída em Tensão

Lazzarin¹,

Barbi²,

Delvanei³

et al. 2017

Eletrônica de Potência

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dobrador de tensão. A configuração possui número reduzido de interruptores, elimina circulação de corrente média nos elementos passivos tanto no primário quanto no secundário, e pode utilizar os parâmetros intrínsecos do transformador em seu projeto, o que a torna atrativa para aplicações como fontes de alta tensão de saída.Análise das etapas de operação, característica estática, equacionamento orientado ao projeto e a implementação de comutação sob tensão nula são abordados neste artigo. O estudo do conversor é verificado através de um protótipo de 1 kW, 400 V de entrada e 400 V de saída. O conversor apresentou rendimento elevado, acima de 97%, e comutação suave numa faixa de carga acima de 60% do valor nominal. Palavras-chave - HALF-BRIDGE PARALLEL RESONANT DC-DC CONVERTER WITH ASYMMETRICAL PWMAbstract -In this research, the study of a modified HalfBridge Parallel Resonant dc-dc converter is proposed. The proposed topology operates with constant frequency and asymmetrical PWM, such as the conventional one. The topology uses a voltage doubler rectifier in output stage, which avoid the flow of DC component current in the transformer primary. This characteristic improves the transformer design and eliminates the series capacitor, which is requred in the conventional half-bridge topology. The proposed topology also integrates the transformer parasitic elements, such as the leakage inductance and the winding capacitance in the operation, achieving zero voltage switching in transformer primary side switches, over a wide load range. Theoretical analysis, commutation analysis and design guidelines are presented in the paper. Experimental results from a 1 kW prototype, 50 kHz of switching frequency, 400 V at input voltage and 400 V A origem dos elementos parasitas ao longo do conversor está relacionada com sua aplicação. No contexto de fontes chaveadas para alta tensão, é comum o uso de transformador para conferir isolação galvânica ao projeto e elevação de ganho. Devido aos aspectos construtivos do transformador, necessários para operar com alta tensão, tais como número de espiras elevado, distância entre camadas, presença de material isolante, a presença dos elementos parasitas não pode ser desprezada, em especial da indutância de dispersão e da capacitância entre enrolamentos [3], [15], [16]. Estas podem ser responsáveis por provocar sobretensões e atrasos nas transições das tensões no transformador [17]. Já em veículos elétricos, incorporar os elementos parasitas propicia operar conversores com eficiência na ordem de 97%, com alguns exemplos encontrados em [18], [19].Um conversor CC-CC ressonante pode ser representado por três grandes blocos, conforme ilustrado no diagrama da Figura 1. Uma das principais características que diferencia os conversores ressonantes é a conexão dos elementos do circuito ressonante (também denominados de circuito tanque), sendo as configurações mais empregadas a série ressonante, a paralelo ressonante e a série paralelo ressonante [7]. Quanto ao estágio inversor de entrada, existem algu...

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Conversor CC-CC Paralelo Ressonante Meia Ponte Assimétrico com Saída em Tensão

Lazzarin¹,

Barbi²,

Delvanei³

et al. 2017

Eletrônica de Potência

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“…r It is challenging to prevent saturation in the converter's transformer. Sophisticated sensing methods to monitor and adjust the volt-seconds applied to a transformer [11]- [13] or a DC blocking capacitor in series with the transformer [15], [16] are needed, but each method is disadvantageous in some way. An alternative to the conventional ZVS-PWM-FB DC-DC converter that does not have these drawbacks is the ZVS T-type converter (Fig.…”

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confidence: 99%

“…An alternative to the conventional ZVS-PWM-FB DC-DC converter that does not have these drawbacks is the ZVS T-type converter (Fig. 1(a)) that proposed in [16]. The performance of this converter was compared by the authors of this paper to that of the ZVS-PWM-FB converter in [17].…”

mentioning

confidence: 99%

A T-Type DC-DC Converter With Reduced Middle-Leg Switch Current Stress and Improved Light-Load Efficiency

Khodabakhsh¹,

Moschopoulos

2020

IEEE Open J. Power Electron.

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The ZVS T-type converter can be used as an alternative to the conventional ZVS-PWM full-bridge (FB) converter for applications where improved light-load operation is required. In this converter, two of the switches conduct only the current that flows during a freewheeling mode of operation and two of the switches conduct only the current that flows in the converter when it is in an energy-transfer mode. This is unlike the switches in the ZVS-PWM-FB converter that must conduct both currents. Although the ZVS T-type converter needs less inductive energy to achieve ZVS in its switches, it has a higher primary current during its freewheeling modes than the ZVS-PWM-FB converter because it is basically a half-bridge converter. In this paper, the use of ZVZCS methods to reduce the RMS value of the current in switches that are used in the freewheeling current path is investigated. The operation of the ZVS-PWM T-type converter and a T-type converter operating with ZVZCS are reviewed and compared analytically. Experimental results obtained from prototypes of the two converters along with results from prototypes of the standard ZVS-PWM-FB converter and a ZVZCS-PWM-FB converter are presented. It is demonstrated that a T-type converter with ZVZCS has a better light-load efficiency than the ZVS-PWM-FB and the ZVS T-type converters and that the current stress in its middle-leg switches is much smaller; thus, it can be implemented with much smaller and inexpensive middle-leg switches. INDEX TERMS DC-DC power conversion, Zero voltage switching (ZVS), Zero-voltage-zero-current switching (ZVZCS), ZVS T-Type converter.

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A T‐type three‐level converter for wide‐range voltage application

Yao

2020

Engineering Reports

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Fuel and solar cells are broadly used in Microgrids. However, their output varies widely when load and environment change extensively. Thus, DC‐DC converters are used for wide‐range voltage application. Nevertheless, output filter inductor is large and voltage stress of diodes is high in two‐level converters when input voltage varies widely. Therefore, a T‐type three‐level converter is proposed. A T‐type cell is added into the full‐bridge (FB) converter. The proposed converter can work in two‐ and three‐level modes, that is, 2L and 3L modes. It works in 2L mode in high input voltage. Thus, the output filter inductance and voltage stress of diodes in 2L mode decrease compared to the FB converter. Operating principle is illustrated. In addition, design guidelines and examples are shown. Finally, experimental results confirm the theoretical analysis.

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