推挽型软开关感应耦合电能传输变换器

为减小ICPT变换器开关损耗以及简化软开关控制电路,引入推挽变压器,通过在变压器输出接发射线圈和补偿电容,使发射线圈与补偿电容构成的谐振网络呈感性来实现零电压开通,开关管漏源极两端并联电容实现零电压关断,从而不需要增加电压过零检测电路和相应的控制电路即可实现软开关。对软开关的工作原理进行了分析,给出了零电压的工作条件以及推挽变压器匝数的边界条件,仿真及实验结果表明该变换器可工作在软开关条件下,具有驱动简单、传输效率高的特点。     

基于电容器充电回路的LC等效电路的电压调节

为了实现大功率开关电容变换器的电压调节，对采用电容器充电回路的LC等效电路的电压调节方法进行了研究。具体实现是通过对电容器充电电流和电容器的充-放电过程的分析，得出输出电压调节可以通过改变正弦充电电流的开关角度来实现；同时为了降低开关杂散电感中的功率损耗和电磁干扰噪声，需要利用MOSFETs的第三象限工作和专门的杂散电感配置；采用2个开关电容器原型板构建的具有可变输出电压调节能力的倍压器的分析和实验结果表明，本文提出的电压调节方法不仅能够实现软开关的作用，而且其效率要高于采用传统方法的理论最大效率值。     

一种无功补偿装置设计与仿真

通过建立一个不含滤波电容的电感负载交直交换流电路,利用输出滞后系统电压1/4工频周期的SPWM控制方法,使电感负载与系统感性负载发生能量交换,达到电感代替电容补偿系统感性无功的效果。并通过Y/△三相变压器连接3个配合工作的单相补偿电路,消去单相补偿电路中较大的3次谐波,使三相补偿电路不含低次谐波。基于该原理,提出一种在电力系统无功补偿中利用电感代替功率电容的控制方法,并研究该无功补偿装置的参数设计。有利于无功补偿器容量和电压的提升,减少由功率电容带来的冲击电流,提高了工作可靠性和降低了设备成本。用仿真软件建立算例电路检验补偿效果,并论证了补偿方法。     

新颖软开关谐振复位宽范围双管正激变流器

为了克服普通双管正激变流器因占空比受限于50%而影响效率以及不利于宽电压输入范围的缺点,提出一种采用新颖谐振复位技术的不对称双管正激变流器（DSFC）.和普通双管正激变流器相比,该新颖变流器在保持了低开关电压应力的同时,具有仅在普通脉宽调制（PWM）控制方式下即能将占空比拓宽至50%以上的能力;在不改变原有变压器结构的前提下,通过增加一个结构简单同时又成本低廉的辅助电路,该变流器则可在所有情况下实现主开关管的软开关.该新颖变流器非常适合应用于高电压、宽范围输入的场合以作为高效低成本的绿色节能电源.一台规格为200～400 V宽范围直流输入、48 V/5 A直流输出、最高转换效率可达95.3%的通信电源样机,验证了所述变流器的有效性和实用性.     

基于LLC多路LED均流驱动电路的研究

提出了一种基于LLC谐振的多路输出LED均流驱动电路,方案中DC/DC部分采用了LLC谐振,提高了转换的频率,同时能够实现原边开关管的零电压开通和副边整流二极管的零电流关断,减少了损耗,提高了系统的效率.LED的驱动部分采用了平衡电容隔离均流,输出达到很好的均流效果.PSIM仿真和样机测试均证明了该电路的可行性.     

PWM/PSM双模式高压异步整流BUCK电路

为了在全负载范围内取得高转换效率,提出一种根据占空比来自动实现模式跳转的脉冲宽度调制（PWM）/跨脉冲调制（PSM）双模式的低功耗、高压直流电压转换电路.它的输入电压为3～24 V,输出电压为2.5～(VIN-0.5)V.当负载电流较大时,芯片采用开关频率为1 MHz的PWM工作模式;当负载电流减小时,采用开关频率降低的PSM模式,从而保证了在全负载电流变化范围内的高转换效率.PWM到PSM模式的跳转采用简单逻辑及最小占空比电路实现,达到了模式的自动转换.电路采用CSMC公司的0.5 μm 40 V高压混合信号模型设计并完成流片加工.测试结果表明,在5 V的输出下,当输入电压到达最大值24 V时,芯片保持了55%以上的转换效率.芯片在2种模式间可以实现平稳过渡,具有良好的负载电流调整特性.     

一种新型开关模式的高增益低谐波三相逆变器

直流电压利用率和输出电压谐波是影响逆变器性能的重要指标,为提升逆变器的这两项性能, 提出一种新型开关模式的三相逆变器,通过把交流侧滤波电路整合到 Buck 电路中,使交流输出侧不需要电 感电容等无源滤波元件,没有直通和反向恢复问题。该逆变器每一相只有一个开关工作在高频状态,其余开 关工作在 50 Hz 的低频软开关状态。并引入了准比例谐振（PR）控制策略,通过控制变量法详细分析了其 控制参数对系统性能的影响,且给出了一组合理的控制参数。最后,在 Matlab/Simulink 中搭建了该系统仿 真模型,仿真结果表明,应用该新型开关模式的三相逆变器能显著提高逆变器的直流电压利用率,改善输出 电压波形。     

海洋电磁探测发射机可控源电路小信号建模

海洋电磁探测发射机通过向海底发射大功率变频的电磁波,来获取海底结构和矿产资源的分布规律,目前发射机存在效率低、发热严重等问题,为此采用软开关可控源电路来降低电路损耗。为了提高输出电磁波的瞬态性能,需建立可控源电路的数学模型,进行闭环控制。针对软开关可控源电路工作时状态多、直接建模困难问题,在硬开关可控源电路建模的基础上,通过分析输出滤波电感电流、变压器漏感、输入电压对软开关可控源电路占空比变化的影响,建立了软开关电路的小信号模型,最后通过仿真和实验验证了模型的正确性和有效性。     

高性能MH灯电子镇流器的研究

MH灯作为一种高强度气体放电灯,它具有显色性好,发光效率高,寿命长等显著优点,是节能型电光源,已成为照明领域中极具竞争力的电光源。文章研究了高频MH灯电子镇流器,提出了它的电路的结构组成;利用PFC输出电压纹波作为灯电流频率和幅值调制的方法,有效抑制高频MH灯的声共振现;对变换器的输出采用闭环恒功率控制,继而设计了一台高频软开关电子镇流器。     

具有无源钳位网络的ZVZCS变换器

针对传统ZVZCS变换器拓扑结构过于复杂、电路损耗过大的缺点,提出了一种具有无源钳位网络的新型全桥ZVZCS DC-DC软开关变换器.这种新型的ZVZCS变换器在副边添加变压器的辅助线圈,组成一个简单的无源钳位网络.钳位网络通过变压器线圈对钳位电容充电,再由钳位电容放电给负载,使原边电流复位较快,从而实现滞后桥臂零电流的条件,并同时降低了副边的电压尖峰.由于避免了饱和电感的使用,解决了传统ZVZCS全桥变换器的占空比丢失问题,使得整机功率损耗小、效率高.本文详细分析了该变换器的各种工作模态,并通过一台96 W,100 kHz的实验样机进行了验证.结论表明该拓扑具有结构简单、工作状态易于实现等优点.     

改进型三绕组谐振升压变换器

文中提出了一种改进型三绕组谐振升压变换器,一次侧采用有源钳位技术,抑制电压尖峰、实现主/辅开关管的ZVS及变压器的磁芯复位、提高变压器利用率.二次侧采用谐振软开关技术,实现二极管D 1和D 2的ZCS、消除反向恢复问题、降低开关损耗.高频变压器采用三绕组结构,正/反激模式交替导通,降低副边绕组电压应力,提高变换器整体效率.文中对该变换器的工作模态进行详细分析,给出主功率电路参数设计方法,最后搭建了400 W的仿真和实验平台,实验结果验证文中理论分析与设计的可行性.     

一种零电压开关有源箝位双管正激变换器

为了解决传统双管正激变换器工作占空比不能大于50%以及零电压开关（ZVS）难于实现的问题,提出了一种ZVS有源箝位双管正激变换器.该变换器在传统双管正激变换器的基础上添加了辅助开关管和饱和电感,利用有源箝位的复位方式使高频变压器的复位条件得到改善.在分析主、辅开关管一个开关周期中工作过程的基础上,得到了变换器各工作阶段的等效电路,并推导了电路关键参数优化选择的约束条件.研究表明,该变换器克服了传统双管正激变换器的缺点,适用于宽输入电压范围的场合.变换器的变压器磁芯的复位电压可以大于输入电压,所有的开关管都实现了ZVS,在不同的负载条件下变换器都达到了较高的转换效率.     

基于TMS320F2812的反激式数字开关电源设计

开关电源具有效率高、体积小、稳定性好等优点,现已广泛应用于工业自动化控制、军工、科研、LED照明等设备中.但随着微电子技术的飞速发展,开关电源的数字化己成为当前开关电源研究的热点.本文设计了一种基于TMS320F2812的反激式数字开关电源,它以TMS320F2812芯片为控制核心,通过采样电路对输出电压采样并反馈到控制芯片里,控制PWM波的占空比,PWM波经过驱动电路控制开关管的通断,使高频变压器不断地充放电为负载提供电压和电流.在设计中,为了保证输出性能和动态性能的优越,防止开关和市电干扰,在电压采样模块中采用高精度的线性光耦PC817,输入部分加入了EMI滤波电路;在软件设计中,采用模糊PID控制算法.经实际测试获得了较好的效果,有一定的应用价值.     

基于预测控制的电机变频/工频同步切换

针对大功率变频器与工频电源切换不当引起电机产生冲击电流和转速波动的问题,提出了一种预测控制的交流电机变频/工频同步转换控制方案.采用TMS320F2812 DSP芯片对变频器输出电压和工频电压信号进行同步采样,通过鉴相运算得到两路输入信号的相差信号,然后调用预测控制算法程序实现锁相控制.当变频器输出电压与工频电网电压相位达到一致时,DSP控制继电器动作,从而实现电机由变频电路到工频电网平稳、无扰切换.仿真结果表明,该设计方案具有快速性、优良的跟踪特性和很强的鲁棒性.     

Isolated single-stage high power factor AC/DC converter

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Sliding mode control of solid state transformer using a three-level hysteresis function

The solid state transformer(SST) can be viewed as an energy router in energy internet. This work presents sliding mode control(SMC) to improve dynamic state and steady state performance of a three-stage(rectifier stage, isolated stage and inverter stage) SST for energy internet. SMC with three-level hysteresis sliding functions is presented to control the input current of rectifier stage and output voltage of inverter stage to improve the robustness under external disturbance and parametric uncertainties and reduce the switching frequency. A modified feedback linearization technique using isolated stage simplified model is presented to achieve satisfactory regulation of output voltage of the isolated stage. The system is tested for steady state operation, reactive power control, dynamic load change and voltage sag simulations, respectively. The switching model of SST is implemented in Matlab/ Simulink to verify the SST control algorithms.     

带隔离型无损缓冲的三相单开关反激式整流器

提出了一种带无辅助开关隔离型无损缓冲的三相单开关反激式单级AC/DC的新型变换电路,它具有理论单位功率因数、准零电压关断、三相单开关、整体电路简单及调节性好等优点. 附加的回能缓冲电路不需要额外增加检测或控制电路,并能减小开关管的开关损耗,提高电路的工作效率,而且还能有效抑制功率开关关断时由漏感储能引起的电压尖峰,扩大了开关管的安全工作区. 分析了新型电路的工作机理,给出了关键参数的选择关系,并通过仿真和实验证明了该方案是可行并有效的.     

多路输出反激式开关电源的设计

设计了一种基于TOP246Y芯片的单端反激式多路输出开关电源,电源提供八路输出,为电机伺服系统中的功率板和控制板提供可靠的工作电压．实验表明,电源能够在输入电压波动较大的情况下提供稳定的直流输出,达到设计指标要求．     

基于TOP224Y的高性能AC／DC电源设计

介绍了一种具有多路输出的单端反激式开关电源的设计方法,给出了基于智能控制集成芯片TOP224Y的电源设计电路,并对外围输入整流滤波电路、高频变压器、输出整流滤波电路、反馈电路、保护电路五个部分的设计进行了分析和说明。此电源具有成本低、效率高、尺寸小、可靠性高等特点。     

电压互感器宽频传递特性的时域测量方法

变电站一次回路开关操作会在高压母线上产生快速瞬态过电压,该过电压会通过电压互感器(PT)或电容式电压互感器(CVT)耦合到二次回路中,从而在二次回路中产生干扰电压。为了预测这个干扰电压,必须获得PT或CVT的宽频传递特性。介绍了一种可测量PT或CVT电压宽频传递特性的时域测量方法,该方法利用sinc信号作为电压源。实测结果表明该方法是有效的。