CN117937951A - 一种直流/直流变换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流/直流变换器,属于电能变换技术领域,包括原边逆变模块、变压模块、副边整流模块与双向开关模块,所述原边逆变模块、所述变压模块、所述副边整流模块依次并联,所述双向开关模块连接所述副边整流模块。本发明一种直流/直流变换器,能够实现宽输入电压范围情况下的高电压增益,所有功率管可实现零电压开通,二极管实现零电流关断,且在宽输入电压范围下也能保持高效率运行。
Description
技术领域
本发明涉及电能变换技术领域,且特别是有关于一种直流/直流变换器。
背景技术
直流/直流变换器可以分为隔离型直流/直流变换器和非隔离型直流/直流变换器两大类。其中,隔离型直流/直流变换器使用变压器,通常情况下通过改变变压器的匝数比实现相当高的电压增益,但是由于变压器的原副边之间实际上无法实现完全耦合,会有漏感存在,导致电路中会产生尖峰电压,容易击穿电路中的器件,降低直流/直流变换器的工作效率,并引起严重的电磁干扰。此外,当实现非常高的升压比时,不可避免地会使得变压器的匝数比变大,进而使得变压器的体积增大,成本也会相应提高。在非隔离型直流/直流变换器中,可以通过引入耦合电感器实现高电压增益,同时器件的电压应力比较低。然而,这种结构需要大量的电感,同样会导致变换器的体积增加和效率降低。
发明内容
本发明旨在提供一种直流/直流变换器。
为达到上述目的,本发明技术方案是:
一种直流/直流变换器,包括原边逆变模块、变压模块、副边整流模块与双向开关模块,所述原边逆变模块、所述变压模块、所述副边整流模块依次并联,所述双向开关模块连接所述副边整流模块;
所述原边逆变模块包括第一电感、第一开关、第二开关、第三开关与第一电容,第一直流电压的正极经过所述第一电感连接所述第三开关的第一端,所述第三开关的第二端连接所述第一电容的第一端,所述第一电容的第二端连接所述第一直流电压的负极,所述第三开关的第一端连接所述第一开关的第二端,所述第一开关的第一端连接所述变压模块,所述第三开关的第一端连接所述第二开关的第二端,所述第二开关的第一端连接所述变压模块。
在一具体实施例中,上述变压模块包括变压器,所述第一开关的第一端连接所述变压器的第一原边绕组的第一端,所述变压器的第一原边绕组的第二端连接所述第一电容的第二端,所述第二开关的第一端连接所述变压器的第二原边绕组的第一端,所述变压器的第二原边绕组的第二端连接所述第一电容的第二端,所述变压器的副边绕组的第一端连接第二电感的第一端,所述第二电感的第二端与所述变压器的副边绕组的第二端连接所述副边整流模块。
在一具体实施例中,上述副边整流模块包括第一二极管、第二二极管、第二电容、第三电容,所述第二电感的第二端连接所述第二电容的第一端与所述第三电容的第一端,所述变压器的副边绕组的第二端连接所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极,所述第一二极管的阴极连接所述第二电容的第二端,所述第二二极管的阳极连接所述第三电容的第二端,所述第二电容的第二端与所述第三电容的第二端之间输出第二直流电压。
在一具体实施例中,上述双向开关模块包括双向开关,所述双向开关的第一端连接所述第二电感的第二端,所述双向开关的第二端连接所述变压器的副边绕组的第二端,所述双向开关包括第四开关与第五开关,所述第四开关与所述第五开关背靠背连接;其中,所述第四开关与所述第五开关为MOSFET;或所述第四开关为二极管,所述第五开关为MOSFET;或所述第五开关为二极管,所述第四开关为MOSFET。
进一步地,所述第一开关与所述第二开关的导通时刻相差180°,所述第一开关、所述第二开关的占空比相同。
进一步地,在所述第一开关、所述第二开关同时导通情况下,所述第三开关关断;当所述第一开关、所述第二开关有一个处于关断状态,所述第三开关导通。
进一步地,在所述第一开关或所述第二开关导通的时刻同时开通所述第四开关、所述第五开关,在所述第三开关关断之前驱动所述第四开关、所述第五开关关断。
进一步地,所述一种直流/直流变换器的电压增益Mf的表达式如下:
其中,n为所述变压器的匝数比,VO为所述第二直流电压,d2为所述第四开关、所述第五开关的占空比,TS为所述第四开关、所述第五开关的开关周期,L2为所述第二电感,PS为输出功率,d1为所述第三开关的占空比,具有电压增益高,适用于宽范围输入电压场合的特性。
进一步地,所述一种直流/直流变换器,还包括输出电容,所述副边整流模块经过所述输出电容输出第二直流电压。
进一步地,所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关为MOSFET,所有开关在工作期间均可实现零电压开通;所述第二电感为副边谐振电感,由变压器漏感提供,无需增加额外谐振电感。
有益效果,本发明一种直流/直流变换器,能够实现宽输入电压范围情况下的高电压增益,并且在宽输入电压范围下也能保持高效率;为减小因变压器原边电感和变压器漏感之间的电流不匹配引起的开关器件的高电压尖峰,在原边侧设计有源钳位拓扑,并通过设定的开关状态,仅使用一个开关,将开关的电压限制在2倍的输入电压内,且开关器件的数目少;为了实现高电压增益,避免使用匝比较大的变压器,原边侧采用固定增益的电流型推挽拓扑,副边侧采用双向开关加倍压整流拓扑对电压进行提升,扩宽了电压增益范围;并且采用谐振型电路,使整流管自然关断,消除了二极管的反向恢复问题;采用PWM控制,仅需控制双向开关的占空比,就能实现高电压增益的目的,控制简单,使得电路在宽输入电压范围内,实现输出电压的恒压控制,并且使所有功率管均可以实现零电压开通,所有二极管实现自然零电流关断,无反向恢复电流,确保了宽输入电压条件下的高效率运行。
为让发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一种直流/直流变换器的结构框图。
图2为本发明一种直流/直流变换器一具体实施例的电路示意图。
图3为本发明一种直流/直流变换器中各开关工作状态、流过开关的电流以及流过电感的电流随时间t变化的波形图。
图4为图2中实施例在t0-t1阶段的工作状态电路图。
图5为图2中实施例在t1-t2阶段的工作状态电路图。
图6为图2中实施例在t2-t3阶段的工作状态电路图。
图7为图2中实施例在t3-t4阶段的工作状态电路图。
图8为图2中实施例在t4-t5阶段的工作状态电路图。
图9为图2中实施例在t5-t6阶段的工作状态电路图。
图10(a)为直流电压VIN为72V时直流电压VO随时间t的仿真波形图。
图10(b)为直流电压VIN为48V时直流电压VO随时间t的仿真波形图。
图11(a)为开关S1的栅极电压vg1、源极电压vs1、电流iS1随时间t的仿真波形图。
图11(b)为开关S3的栅极电压vg3、源极电压vs3、电流iS3随时间t的仿真波形图。
图11(c)为开关S4的栅极电压vg4、源极电压vs4、电流iS4随时间t的仿真波形图。
图11(d)为开关S6的栅极电压vg6、源极电压vs6、电流iS6随时间t的仿真波形图。
图12为所述双向开关Sd的第一具体实施例的示意图。
图13为所述双向开关Sd的第二具体实施例的示意图。
图14为所述双向开关Sd的第三具体实施例的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一种直流/直流变换器的结构框图。如图1所示,本发明一种直流/直流变换器包括原边逆变模块1、变压模块2、副边整流模块3与双向开关模块4,直流电压VIN、所述原边逆变模块1、所述变压模块2、所述副边整流模块3依次并联,所述副边整流模块3输出直流电压VO,所述双向开关模块4连接所述副边整流模块3。
图2为本发明一种直流/直流变换器一具体实施例的电路示意图。如图2所示,所述原边逆变模块1包括电感L1、开关S1、开关S2、开关S3与电容C1,直流电压VIN的正极经过所述电感L1连接所述开关S3的第一端,所述开关S3的第二端连接所述电容C1的第一端,所述电容C1的第二端连接所述直流电压VIN的负极,所述开关S3的第一端连接所述开关S1的第二端,所述开关S1的第一端连接所述变压模块2,所述开关S3的第一端连接所述开关S2的第二端,所述开关S2的第一端连接所述变压模块2。其中,所述电容C1为钳位电容。
进一步地,所述变压模块2包括变压器T1,所述开关S1的第一端连接所述变压器T1的原边绕组NP1的第一端,所述原边绕组NP1的第二端连接所述电容C1的第二端,所述开关S2的第一端连接所述变压器T1的原边绕组NP2的第一端,所述原边绕组NP2的第二端连接所述电容C1的第二端,所述变压器T1的副边绕组NS的第一端连接电感L2的第一端,所述电感L2的第二端与所述副边绕组NS的第二端连接所述副边整流模块3。其中,电感L2为变压器T1副边绕组NS的漏感。
进一步地,所述副边整流模块3包括二极管D1、二极管D2、电容C2、电容C3,所述电感L2的第二端连接所述电容C2的第一端与所述电容C3的第一端,所述副边绕组NS的第二端连接所述二极管D1的阳极与所述二极管D2的阴极,所述二极管D1的阴极连接所述电容C2的第二端,所述二极管D2的阳极连接所述电容C3的第二端,所述电容C2的第二端与所述电容C3的第二端之间输出直流电压VO。
进一步地,在本具体实施例中,所述双向开关模块4包括一双向开关Sd,所述双向开关Sd的第一端连接所述电感L2的第二端,所述双向开关Sd的第二端连接所述副边绕组NS的第二端。所述双向开关Sd包括开关S4与开关S5,所述开关S4与所述开关S5背靠背连接。图12示出了所述双向开关Sd的第一具体实施例的示意图,所述开关S4与所述开关S5均为MOSFET,所述开关S4与所述开关S5背靠背连接后连接在所述电感L2的第二端与所述副边绕组NS的第二端之间。图13示出了所述双向开关Sd的第二具体实施例的示意图,所述开关S4为二极管,所述开关S5为MOSFET,所述开关S4的阴极连接所述电感L2的第二端,所述开关S5的漏极连接所述副边绕组NS的第二端,所述开关S4的阳极连接所述开关S5的源极。图14示出了所述双向开关Sd的第三具体实施例的示意图,所述开关S5为二极管,所述开关S4为MOSFET,所述开关S4的漏极连接所述电感L2的第二端,所述开关S5的阴极连接所述副边绕组NS的第二端,所述开关S5的阳极连接所述开关S4的源极。
进一步地,在本具体实施例中,所述直流/直流变换器还包括电容CO,所述电容C2的第二端连接所述电容CO的第一端,所述电容C3的第二端连接所述电容CO的第二端,所述电容CO为输出电容,所述电容CO两端输出直流电压VO。
更具体地,所述原边绕组NP1的第二端与所述副边绕组NS的第一端为同名端,所述原边绕组NP2的第一端与所述副边绕组NS的第一端为同名端。
可选地,所述开关S1、所述开关S2、所述开关S3为MOSFET,所述开关S1、所述开关S2、所述开关S3的第一端为MOSFET的源极,所述开关S1、所述开关S2、所述开关S3的第二端为MOSFET的漏极。
其中,电感Lm1为原边绕组NP1的励磁电感,电感Lm2为原边绕组NP2的励磁电感。
更具体地,所述直流电压VIN可由直流/直流变换器或交流/直流变换器产生。示例性的,所述直流电压VIN的大小为48V ~ 72V。
更具体地,所述原边逆变模块1将直流电压VIN进行升压逆变;所述变压模块2将原边侧幅值较低的交流电压转化为幅值较高的交流电压,输入所述副边整流模块3,其中,变压器T1的匝比较小,产生的电压尖峰也较小;变压器T1副边侧的开关采用PWM调制,幅值较高的交流电压经副边侧的双向开关模块4,先对电感L2进行储能,再经过所述副边整流模块3后输出高压直流电压VO,向负载供电。示例性的,所述直流电压VO的值为380V。
下面以所述双向开关Sd包括两个MOSFET为例介绍本发明的工作原理。图3示出了本发明一种直流/直流变换器中各开关工作状态、流过开关的电流以及流过电感的电流随时间t变化的波形图,具体示出了开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5的工作状态,流过开关S1的电流iS1、流过开关S2的电流iS2、流过开关S3的电流iS3、流过开关S4的电流iS4、流过开关S5的电流iS5、流过电感L1的电流iL1、流过电感L2的电流iL2。从图3可以看出,开关S1与开关S2的导通时刻相差180°,开关S1、开关S2的占空比相同均为d。此外,开关S3与开关S1、开关S2互补导通,即在开关S1、开关S2同时导通情况下,开关S3关断;开关S1、开关S2有一个处于关断状态,开关S3导通。在开关S1或开关S2导通的时刻同时开通双向开关Sd,即同时开通开关S4、开关S5,这时,变压器T1副边绕组NS两端电压为0,开关S4、开关S5两端电压也为0,可以实现零电压开通;在开关S3关断之前驱动双向开关Sd关断,即驱动开关S4、开关S5关断,其中,开关S4、开关S5的占空比均为d2。
下面继续结合图4至图9介绍本发明的工作过程。
请参考图4,在t0-t1阶段,开关S1、开关S2、开关S4、开关S5开通,开关S3关断,此时开关S4、开关S5两端电压为0,由此实现零电压开通,流过电感Lm1的电流iLm1由最大值ILm减小至ILm/ 2,流过电感Lm2的电流iLm2由零反向增大至- ILm/ 2,流过电感L1的电流iL1、流过开关S1的电流iS1、流过开关S2的电流iS2的表达式如下:
,
,
,
其中,IL1_min为电流iL1的最小值,ILm为电流iLm1的最大值。
在t1时刻,开关S2关断,电流iL1达到最大值IL1_max。
请参考图5,在t1-t2阶段,开关S1、开关S4、开关S5开通,开关S2、开关S3关断,在此短暂时间内,流过开关S2的电流分流进入辅助开关S3的通路,导致开关S2的寄生电容充电至电容C1两端电压的2倍即2VC1,其中,VC1为电容C1两端的电压,开关S3的寄生电容C3快速放电至零。然后,开关S3的体二极管导通为开关S3提供零电压开通条件。在此阶段内,由于电流iS2的减小,流过原边绕组NP2的磁化电流向原边绕组NP1转移,变压器T1副边的电流iL2开始缓慢上升。
请参考图6,在t2-t3阶段,开关S1、开关S3、开关S4、开关S5开通,开关S2关断,在t2时刻,开关S4上的电压为零,电流流过开关S4的体二极管,在此期间内,在nVC1的作用下,流过电感L2的电流iL2线性增加,其中,n为变压器T1的匝数比,电流iL2的表达式如下:
。
在t2时刻,电流iL2的值很小,可近似认为零,在初始条件iL2( t2) = 0 的情况下,求解上式可得电流iL2的表达式如下:
。
同时,电容C2两端电压vC2的表达式如下:
,
其中,直流电压VO为输出电压,为电容C2与电容C3的电压纹波。
由此,可以推导出该期间内变压器T1的励磁电流iLm和流过开关S1的电流iS1、流过开关S3的电流iS3的表达式如下:
,
,
,
其中,电流iL1由于直流电压VIN和电压VC1之间的电压差而线性减小,电流iL1的表达式如下:
,
当开关S4、开关S5关断,此阶段结束。
请参考图7,在t3-t4阶段,开关S1、开关S3开通,开关S2、开关S4、开关S5关断,由于开关S5两端电压vds5等于VO/ 2 -,开关S5几乎零电压关断,在此期间内,电容C1、电感L2和电容C2、电容C3形成谐振回路,电流iL2跟随正弦波形趋于零,电流iL2的表达式如下:
,
,
其中,Cr为电容C2和电容C3的电容值。
此外,电感L2和电容C2、电容C3产生谐振,谐振阻抗Zr和谐振角频率的表达式如下:
,
。
在t3时刻电流iL2的表达式为:
,
电容C2两端电压vC2的表达式为:
,
其中,角度α与参数r1的表达式如下:
,
。
联立之后求出电流iL2与电压vC2的表达式如下:
,
。
由于电容C2和电容C3的值相等,变压器T1副边侧的倍压整流电路相当于一个半桥电路,所以电容C3的放电电流和电容C2的充电电流共同通过二极管D2,电容C2的充电电流iC2的表达式如下:
,
由此,可以推导出该阶段内变压器T1的励磁电流iLm和流过开关S1的电流iS1、流过开关S3的电流iS3为:
,
,
。
请参考图8,在t4-t5阶段,开关S1、开关S3开通,开关S2、开关S4、开关S5关断,在t4时刻,电流iL2谐振到零,电压vC2处于最大值,电流iS1和电流iS3线性增加,开关S5的体二极管关闭,没有反向恢复问题,电流iS1和电流iS3的表达式如下:
,
。
当开关S3在t5时刻关断时,这个阶段结束,此时电流iL1达到最小值IL1_min。
请参考图9,在t5-t6阶段,开关S1、开关S4、开关S5导通,开关S2、开关S3关断,要使开关S2放电,开关S3充电,流过开关S3的电流iS3在t = t5时为正,这意味着电流iLm1的最大值ILm大于电流iL1的最小值IL1_min。当开关S3关断时,电流iLm1的最大值ILm和电流iL1的最小值IL1_min之差为开关S2的寄生电容放电,为开关S3的寄生电容充电,在t3时刻,开关S3的寄生电容两端电压增加到VC1,开关S2的寄生电容两端电压衰减到零,然后,开关S2的体二极管导通,为开关S2提供零电压开通条件。
进一步地,根据电感L1在半个开关周期内的伏秒平衡原理,可以得出:
,
由此,求解得出:
。
由于变压器副边的倍压整流电路在稳态时对称工作,电流iL2的平均值IL2是副边侧输出电流平均值的两倍,因此,电流iL2的平均值IL2的表达式如下:
其中,PS为输出功率,TS=1/fS为开关S4、开关S5的开关周期。
由此,可以求出电容C2与电容C3的电压纹波为:
。
其中,电流iL2线性上升的时间为(d2-d1+0.5)TS,由此可得:
,
。
根据下式:
,
可得电压增益Mf的表达式如下:
其中,n为变压器T1的匝数比,d2为开关S4、开关S5的占空比,TS为开关S4、开关S5的开关周期, PS为输出功率,d1为开关S3的占空比。
由此可以看出,本发明直流/直流变换器的电压增益Mf受占空比d2、输出功率PS的限制,输出功率PS不变时,电压增益Mf随占空比d2的增加而增大;占空比d2不变时,电压增益Mf随输出功率PS的增加而减小。
下面对本发明一种直流/直流变换器进行仿真验证。图10(a)为直流电压VIN为72V时直流电压VO随时间t的仿真波形图,图10(b)为直流电压VIN为48V时直流电压VO随时间t的仿真波形图,由此可以看出,在输入电压变化时,本发明一种直流/直流变换器均能实现稳定的电压输出,实现宽范围输入电压下的恒压稳定输出。图11(a)为开关S1的栅极电压vg1、源极电压vs1、电流iS1随时间t的仿真波形图,图11(b)为开关S3的栅极电压vg3、源极电压vs3、电流iS3随时间t的仿真波形图,图11(c)为开关S4的栅极电压vg4、源极电压vs4、电流iS4随时间t的仿真波形图,图11(d)为开关S6的栅极电压vg6、源极电压vs6、电流iS6随时间t的仿真波形图,从图中可以看出,在开关S1、开关S3开通前,电流先流经其体二极管,由此实现零电压开通;开关S4开通前电压为0,实现零电压开通,关断时电压较小,损耗很低;流经开关S6的电流iS6自然谐振到零值,无反向恢复的问题。
虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (10)
1.一种直流/直流变换器,其特征在于,包括原边逆变模块、变压模块、副边整流模块与双向开关模块,所述原边逆变模块、所述变压模块、所述副边整流模块依次并联,所述双向开关模块连接所述副边整流模块;
所述原边逆变模块包括第一电感、第一开关、第二开关、第三开关与第一电容,第一直流电压的正极经过所述第一电感连接所述第三开关的第一端,所述第三开关的第二端连接所述第一电容的第一端,所述第一电容的第二端连接所述第一直流电压的负极,所述第三开关的第一端连接所述第一开关的第二端,所述第一开关的第一端连接所述变压模块,所述第三开关的第一端连接所述第二开关的第二端,所述第二开关的第一端连接所述变压模块。
2.如权利要求1所述一种直流/直流变换器,其特征在于,所述变压模块包括变压器,所述第一开关的第一端连接所述变压器的第一原边绕组的第一端,所述变压器的第一原边绕组的第二端连接所述第一电容的第二端,所述第二开关的第一端连接所述变压器的第二原边绕组的第一端,所述变压器的第二原边绕组的第二端连接所述第一电容的第二端,所述变压器的副边绕组的第一端连接第二电感的第一端,所述第二电感的第二端与所述变压器的副边绕组的第二端连接所述副边整流模块。
3.如权利要求2所述一种直流/直流变换器,其特征在于,所述副边整流模块包括第一二极管、第二二极管、第二电容、第三电容,所述第二电感的第二端连接所述第二电容的第一端与所述第三电容的第一端,所述变压器的副边绕组的第二端连接所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极,所述第一二极管的阴极连接所述第二电容的第二端,所述第二二极管的阳极连接所述第三电容的第二端,所述第二电容的第二端与所述第三电容的第二端之间输出第二直流电压。
4.如权利要求3所述一种直流/直流变换器,其特征在于,所述双向开关模块包括双向开关,所述双向开关的第一端连接所述第二电感的第二端,所述双向开关的第二端连接所述变压器的副边绕组的第二端,所述双向开关包括第四开关与第五开关,所述第四开关与所述第五开关背靠背连接;其中,所述第四开关与所述第五开关为MOSFET;或所述第四开关为二极管,所述第五开关为MOSFET;或所述第五开关为二极管,所述第四开关为MOSFET。
5.如权利要求4所述一种直流/直流变换器,其特征在于,所述第一开关与所述第二开关的导通时刻相差180°,所述第一开关、所述第二开关的占空比相同。
6.如权利要求5所述一种直流/直流变换器,其特征在于,在所述第一开关、所述第二开关同时导通情况下,所述第三开关关断;当所述第一开关、所述第二开关有一个处于关断状态,所述第三开关导通。
7.如权利要求6所述一种直流/直流变换器,其特征在于,在所述第一开关或所述第二开关导通的时刻同时开通所述第四开关、所述第五开关,在所述第三开关关断之前驱动所述第四开关、所述第五开关关断。
8.如权利要求7所述一种直流/直流变换器,其特征在于,所述一种直流/直流变换器的电压增益Mf的表达式如下:
其中,n为所述变压器的匝数比,VO为所述第二直流电压,d2为所述第四开关、所述第五开关的占空比,TS为所述第四开关、所述第五开关的开关周期,L2为所述第二电感,PS为输出功率,d1为所述第三开关的占空比。
9.如权利要求1所述一种直流/直流变换器,其特征在于,还包括输出电容,所述副边整流模块经过所述输出电容输出第二直流电压。
10.如权利要求4所述一种直流/直流变换器,其特征在于,所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关为MOSFET,所有开关在工作期间均可实现零电压开通;所述第二电感为副边谐振电感,由变压器漏感提供,无需增加额外谐振电感。
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CN103904904A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-07-02 | 南京航空航天大学 | 双倍压高增益高频整流隔离变换器 |
CN109149952A (zh) * | 2017-06-19 | 2019-01-04 | 南京航空航天大学 | 一种电流谐振型软开关推挽直流变换器 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
袁义生 等: "ZVS 三管推挽直流变换器", 中国电机工程学报, vol. 32, no. 33, 25 November 2012 (2012-11-25), pages 23 - 30 * |
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