低谐波高功率因数的AC-DC变换器设计

为了降低电子电源的谐波污染,提出了一种适用于中小功率电源的高功率因数AC-DC变换器的设计。该设计以STM32F103单片机为主控制器,MOSFET全控整流和Boost斩波型APFC电路为核心;采用功率因数校正专用控制芯片UCC28019产生PWM波形,进行闭环反馈控制,实现稳压输出。测试表明:当输入交流有效值为24 V,输出直流电流为2A时,输出电压稳定在36.03 V,电源交流输入功率因数达到99.5%,效率达到91.2%,同时具有良好的负载调整率和电压调整率。     

基于多谐波阻抗模型的CLLC谐振变换器轻载多移相控制分析与设计

CLLC谐振变换器具有双向功率传输、自然软开关、宽范围电压输出等优势,但轻载运行时,存在输出电压失调和传输效率降低等问题。文章基于多谐波阻抗模型,对CLLC谐振变换器的多移相控制进行分析,设计适用于轻载运行的双移相控制,有效解决轻载输出电压失调问题,提升轻载功率传输效率。首先,建立CLLC变换器的多谐波阻抗模型,求解多移相控制下的轻载输出电压增益与谐振电流有效值;然后,分析不同移相角对输出电压值和谐振电流值的影响,并据此设计双移相控制,实现可靠的轻载电压增益调节,同时降低轻载运行的损耗;最后,搭建一台21.5V/400V,200W的全桥CLLC谐振变换器实验样机,实验结果证明所提多谐波阻抗模型的正确性和轻载运行下双移相控制的有效性。     

一种新型Halbach阵列永磁振动发电机的设计与输出特性分析

给出了一种永磁振动发电机感应电动势的计算公式,设计了一种新型Halbach阵列永磁振动发电机,机体两侧分别固定了两组永磁体,内部6个线圈串联。采用有限元法,与普通Halbach阵列和传统永磁振动发电机进行了对比分析,新型Halbach阵列的应用大幅度提升了振动发电机的性能。正弦规律振动的振源频率为10 Hz,振幅为3 mm时,新型振动发电机的最大输出功率为355.85 m W,开路电压有效值为6.402 9V。最后,对线圈相对永磁体的位置进行了优化,最大输出功率达到了414.81 m W,进一步提升了16.57%,此时开路电压有效值为7.036 6 V。     

永磁直线振动发电机的输出特性分析及实验研究

设计了一种永磁直线振动发电机,探索了发电机的输出特性。由振动发电机的结构和工作原理,利用仿真软件仿真了发电机在正弦激励下的空载输出电动势。制作样机并进行实验研究,分析了不同线圈组合方式下的输出电动势和输出功率。振动发电机在频率16 Hz、振幅2 mm的正弦位移激励下,测得全部线圈串联的输出电动势有效值为9.153 4 V,可输出最大功率为0.523 7 W;线圈先并联后串联的输出电动势有效值为4.207 6 V,可输出最大功率为0.442 6 W;全部线圈并联的输出电动势有效值为0.823 V,可输出最大功率为0.338 7 W。对比得实验结果与仿真结果规律一致。     

基于嵌入式系统STM32的三相正弦波交流电源设计与实现

针对逆变电源功耗高、电能转换率低的缺点,以低功耗、高速的STM32处理器为核心,设计一款三相正弦波交流电源,输出正弦信号频率为50 Hz,负载Y型连接时线电压有效值可达24 V,负载线电流有效值最大为2 A。系统由三相逆变驱动主电路、滤波电路、STM32最小系统、信号隔离电路、正弦脉宽调制(SPWM)信号发生器、电压和电流测量电路和LCD显示等功能电路组成。测试结果表明,室温下输入直流电压为36 V,负载线电流有效值I_o在0～2 A间变化时,各相负载调整率不大于0.3%,电能转换效率可达88%。     

小功率数控稳压开关电源的设计

系统采用AVR单片机作为降压型开关电源的控制核心,其工作原理为：利用AVR单片机片上集成A/D,不断检测电源的输出电压,根据电源输出电压与设定值之差,输出脉冲调制信号,直接控制功率开关脉宽的大小。电路主要部分包括整流滤波模块、开关电源控制模块、过流保护模块、LCD液晶显示模块等。根据实际要求,合理选用MOSFET功率器件,自制电感并配置系列参数。测试结果表明,小功率开关电源的电压调整率为0.15%;负载调整率为-0.34%;纹波电压峰峰值小于0.1V;满载效率达到91.3%以上。     

功率调节与STATCOM输出电压关系的灵敏度分析

为定量分析静止无功补偿器(STATCOM)传递功率与其交流侧输出电压之间的关系,采用了基于灵敏度的分析方法。以基尔霍夫电压定律为基础,列写了STATCOM系统的电压相量方程,并根据实部与虚部得到两个独立等式。通过计算STATCOM交流侧输出电压有效值与相角对有功功率和无功功率的偏导数,求出了相应的灵敏度。灵敏度计算结果表明,当系统侧电压、线路参数均不变时,STATCOM交流侧输出电压有效值和相角均主要受无功功率的影响,受有功功率影响较小。同时用直接求取法计算STATCOM交流侧输出电压,通过与灵敏度法的计算结果进行数值比较,验证灵敏度分析方法的准确性。     

BSD系列电量变送器鉴定会在海盐召开

浙江省海盐武原电力电器设备厂在10月17日召开了BSD系列电量变送器新产品鉴定会。此系列变送器是与上海电器科学研究所联合研制而成,包括BSA、BSV真有效值交流电流、电压变送器及BSW单相有功功率变送器,他们分别能把0～5A、0～500V交流电量及其功率(0～2500W)转换为0～5V直流电压输出,特别对非正弦电量的真有效值测量较目前广泛采用的平均值转换原理的有效值变送器具有明显的技术先进性,在电机性能微机化测试及电站、变电所电量的自动测试与     

高效率的BOOST型功率因数校正预调节器

有源功率因数校正(PFC)通常采用Boost变换器，在低压90V输入时，其输出电压调节在380V，此时变换器效率最低。该文提出一种变输出电压的控制方式，其输出电压随着输入电压的变化而变化。这种方法可以缩短开关管的导通时间，减小流经开关管的电流有效值，从而降低其导通损耗，提高变换器的效率。分析了Boost PFC变换器的损耗分布和控制方法。最后在一台1200W的原理样机上进行实验验证，还对比快恢复二极管和SiC二极管的关断特性，给出实验结果。     

高效率的Boost型功率因数校正预调节器

有源功率因数校正(PFC)通常采用Boost变换器，在低压90V输入时，其输出电压调节在380V，此时变换器效率最低。本文提出一种变输出电压的控制方式，其输出电压随着输入电压的变化而变化。这种方法可以缩短开关管的导通时间，减小流经开关管的电流有效值，从而降低其导通损耗，提高变换器的效率。分析了Boost PFC变换器的损耗分布和控制方法。最后在一台1200W的原理样机上进行实验验证，还对比快恢复二极管和SiC二极管的关断特性，给出实验结果。     

一种新型振动发电装置及其建模与实验研究

提出了一种新型的振动发电装置,该装置采用两端固定环形永磁体构成磁弹簧,运动永磁体的内侧和外侧分别缠绕线圈。建立了轴向磁化环形永磁体的输入输出数学模型,利用该模型,得出了电磁力随运动永磁体偏移的特性曲线。采用有限元法分析了发电装置的三维磁场分布和内外侧线圈的输出电压波形;数值仿真得到的电磁力特性曲线与数学模型计算结果一致;利用特性曲线计算出了磁弹簧的固有频率。发电装置输出电压波形的实验测试结果和仿真结果一致;磁弹簧固有频率的测试结果与计算值相吻合。该振动发电装置在振动频率为20Hz,振幅为5mm时,最大输出功率为28.3mW,开路电压的有效值为5.1V。     

微型燃烧器热电转化实验研究

描述了微型燃烧器内产生的热能通过热电转化途径转化为电能的实验研究。微燃烧器由石英材料组成,热电单元采用碲化铋系合金。实验采用了减少接触热阻的方法来提高热的传导。试验中得到了流量、温度、输出电压和热电转化效率间的关系并给出改进实验的思路。发现在实验条件下燃烧器壁面温度随流量呈正比关系,输出电压和功率随流量的增大而增大,系统的能量转化效率随流量的增大而减小。实验中获得的最大输出电压为1.84V,最大输出功率为368mW,最大转化效率为1.052%。     

一种超声发生器电功率测量电路

功率测量设备的工作范围一般在几百赫,而超声设备的输出一般为几十千赫,甚至几兆赫的高频大电压方波信号,其中还往往含有较多的谐波成分。因此,一般的功率测量设备难以准确地测量出系统的功率。本文采用了真有效值转换技术并以真有效值转换集成芯片AD736为核心部件,合理设计电压、电流采样电路以及功率计算电路,实现了对高频大功率电路的功率测量。此电路可以对超声发生器的输出电功率进行实时监控,也可以应用在其他设备的功率测量系统中。     

含直流分量交流电压有效值的测试方法

<正>问我们用真有效值数字多用表无法准确测试含直流分量的交流电压或电流的有效值,例如,有效值10 V的正弦交流电压全波整流后(无电感或电容滤波)的电压有效值测量结果仅约3.7 V,与准确值10 V相差甚大,请问这是什么原因?应该怎么测量?     

宽输入电压双有源桥变换器电流有效值最小控制方法研究

针对三重移相(triplephaseshift,TPS)控制下双有源全桥(dual active bridge,DAB)变换器定参数控制不能适应输入电压宽范围变化,参数不匹配导致漏感电流增大的问题,该文以漏感电流有效值最小为控制目标,提出一种变参数控制策略。通过对变换器工作模式的划分及各个模式下功率特性和软开关特性的分析,推导出等效电压变比全范围变化时控制变量间统一最优关系式。该控制策略实时计算等效电压变比,利用统一最优关系式,在输入电压变化时实时更新控制变量,使得变换器参数始终匹配,漏感电流有效值最小,所有开关管在全功率范围和宽电压范围内实现软开关。最后,基于SiC器件建立15k WDAB变换器实验平台,实验结果验证了所提控制策略在2倍输入电压范围内均满足电流有效值最小的控制目标,整机效率在大范围内达到95%以上,最高效率达到97.4%。     

反激开关电源在洗衣机控制系统的应用

为了解决洗衣机控制器反激开关电源的两路输出电源带载差别较大时电压输出不稳的问题,采用负载端使用假负载、用PC817和TL431组成反馈回路并采用主极点补偿方式进行动态补偿,仿真及实测结果表明,当5 V输出满载12 V输出空载时,可以将12 V电压波动控制在10%范围内;当12 V满载5 V空载时,可以将5 V电压波动控制在2%范围内;两路带载情况下,双路输出电压波动可控制在2%范围内,实际应用表明,该方案可行有效。     

宽增益高效率CLLLC变换器的变频双移相调制策略

在输入电压宽范围变化时,变频调制CLLLC变换器存在开关频率变化范围宽的问题,而移相调制CLLLC变换器难以实现宽范围零电压导通（ZVS）。为了实现宽输入电压CLLLC变换器的高效率,该文提出一种变频双移相调制方法。通过同时调节开关频率、一次侧全桥和二次侧全桥之间的移相角,拓宽CLLLC变换器的增益并提高其效率。采用时域分析法求解变频双移相调制CLLLC变换器的电压增益与谐振电感电流有效值,并分析频率以及移相角对电压增益和谐振电感电流有效值的影响。最后,通过搭建一台100～300 V输入、48 V/400 W输出的实验样机,验证了理论分析的正确性。     

基于PFC技术的高效率双闭环DC/DC变换器

为提高DC/DC变换器系统的效率,运用功率因数校正(PFC)控制技术,在整个变换器系统中引入了电流和电压2种组态的负反馈,采取了降低损耗的措施,设计出一款用于电源和功率设备的12V/24V双闭环DC/DC变换系统,并进行了该系统稳定性、效率特性仿真实验和硬件电路实验。实验结果表明,所设计的DC/DC变换系统是稳定的,它的效率在稳定工作范围内达到85.0%～88.7%,其最高效率比目前国内外同类变换器高出约3%,其中12V、24V变换系统的输出纹波电压分别约为23mV和30mV,因而尤其适用于低功耗开关电源和中等功率设备。     

可用于功率测量的直流采样电路

本文主要介绍了一种可用于功率测量的直流采样电路。这个电路构思巧妙。其对单片机的输出信号简单,可以实现对电压有效值、电流有效值、功率和功率因数的测量。最后对电路进行分析提出电路的一些不足处。     

半桥LLC谐振变换器效率优化方案的研究

半桥LLC谐振变换器因谐振电流和变压器次级输出电流太大,会导致开关损耗和导通损耗过大.针这一问题,提出了优化设计变压器励磁电感Lm来降低谐振电流和变压器次级输出电流有效值的方案.介绍了谐振频率工作电路和宽范围输出工作电路的设计方案,并给出了输出直流电压为45～60V的变换器在输出直流电压为50V,输出负载功率为1.5kW时的实验结果.