移相全桥PWM控制的薄膜表面处理电源研究

为降低中小功率薄膜表面处理电源成本,提出了一种基于移相全桥脉冲宽度调制(PWM)控制方式的塑料薄膜表面处理电源,在中小功率应用场合可取代传统调压方式的薄膜表面处理电源。采用锁相环技术实现了输出电流的频率跟踪控制和功率开关的零电压开关(ZVS),降低了硬开关造成的电磁干扰(EMI)和尖峰电压。实验结果证明了该控制方法的正确性及可行性。     

三相四开关PWM整流大功率开关电镀电源

针对传统大功率开关电镀电源整流端对电网污染的问题,研究了一种基于高效脉宽调制(PWM)整流的高频开关电源。该电源前级整流器用4个开关管进行PWM整流,后级采用全桥移相PWM控制,相对于传统的六开关PWM整流器减少了开关数量,降低了成本和开关损耗,对于三相四开关PWM整流器,在其线电压数学模型的基础上推导了一种负载功率前馈的闭环控制方法,针对多台电源并联的情况,提出了一种基于DSP28335内部CAN总线的自动均流控制方式,通过样机的实验证明了此系统及控制方式的正确性。     

微弧氧化用脉冲电源的研制

采用微弧氧化对阀金属及其合金进行材料表面改善是最近的研究热点,目前主要采用直流和工频正弦波进行,而采用脉冲波形可以改善膜层质量,提高生产效率.本文研制了一台基于DSP控制的用于微弧氧化系统的脉冲电源,实现了脉冲的频率、占空比和幅值可以在一定范围内调节.分析了微弧氧化系统的负载特性,并详述了各种脉冲波形的产生方法及对应的电路工作模式.在实验中采用该电源对镁合金(AZ91D)进行了微弧氧化处理,处理结果验证了该电源的有效性.     

带整流性负载并网逆变器的控制方法

提出了一种带整流性负载并网逆变器的控制方法.该并网逆变器可以工作于独立和并网2种工作模式.分析了并网逆变器带整流性负载对电网电流的影响.通过引入整流性负载电流补偿的方法,消除了整流性负载和滤波电容对电网电流的影响,提高了电网电流的波形质量.该方法控制简单,易于实现.仿真和实验结果表明,在带整流性负载情况下,采用该控制方法可以使并网电流具有很好的正弦度,独立运行时输出电压外特性好.     

多相并联同步整流电路控制策略研究

针对单相同步整流电路输出电流能力有限且随输出电流变大效率会降低的问题,提出了一种多相并联同步整流电路,即采用多电源模块并联组成大功率分布式电源系统,以提高同步整流电路负载电流能力。设计了一种控制方式,使电路可以根据负载变化自动切换工作模式,保证电路在不同负载条件下都能达到最优的转换效率,从而提高了系统的可靠性和功率密度。采用MATLAB/Simulink仿真验证了方案的可行性。     

铝型材表面氧化的高频开关电源

铝合金型材表面氧化电源走过了相控整流(晶闸管)电源阶段,已开始进入脉宽调制(PWM)整流电源(高频开关电源)的应用阶段.由于铝型材表面氧化工艺多样性和复杂性,不同的氧化工艺对应的氧化电压不一样,采用的氧化电源类型也需要合理配置、达到最佳效果.目前高频开关电源有二种整流技术路线,即肖特基或快恢复二极管整流和场效应管(MOSFET)整流,都具有体积小、重量轻和效率高等的特点,我们通过高频开关电源二种不同整流方式原理分析对比,可以得出应用中各自的优缺点,在铝型材表面氧化不同的工艺中发挥各自的优势,将成为主流氧化电源技术.高频开关电源技术日益成熟、优势显著,可以有效提高能源利用率、降低碳排放,扩大高频开关电源在铝型材表面氧化中应用是必由之路.     

基于串联谐振和同步整流的高效节能电源设计

针对LLC谐振电路轻载时效率偏低、电路设计复杂、电源电压输出不稳定、电磁干扰(EMI)不易控制等缺陷,提出了一种设计简单、性能可靠的新架构.以串联谐振技术(SRC)为基础,结合同步整流(SR)技术,采用零电压切换(ZVS)、调整负载工作状态(FM+PWM)等措施,实现高效稳定的电源设计,并通过实验证明了设计的可行性和优...     

城市轨道交通直流牵引供电电源的研究

设计了一种基于三相电压型PWM整流技术的新型城市轨道交通直流牵引供电电源.整流装置采用同步旋转坐标系电流控制和电压空间矢量调制(SVPWM)技术,实现有功电流、无功电流的独立控制,提高电压利用率.试验证明,该控制方法响应速度快,稳态性能好,供电电源以单位功率因数运行,电流谐波含量小,达到了预期设计要求.     

双环控制整流桥直流侧串联型有源电力滤波器及实验研究

针对广泛应用的整流负荷,提出一种直流侧串联型有源电力滤波器(active power filter,APF)。这种DC侧APF串联在整流桥与负载之间,通过产生谐波电压达到补偿谐波源的目的,使电源电流成为与电源电压同频同相的正弦波。与传统的交流侧有源电力滤波器相比,有源开关的数量减少了一半,简化了电路结构,降低成本。串联型DC侧APF采用双环控制,电流控制跟踪电源电压变化,电压控制调整APF的能量流向,通过改变APF储能电容电压极性,实现对电感电流的连续可控,从而实现谐波治理。这种控制方法具有结构简单、控制效果好等优点。实验结果验证了文中所得结论。     

感应加热电源逆变控制器的设计

分析了传统的感应加热电源逆变控制器的优缺点,在此基础上提出一种采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)和单片机技术为核心的智能型整流逆变控制器.该控制器的整流部分包括相序自适应电路、移相控制信号的产生,触发脉冲驱动电路及保护电路;逆变部分采用扫频式零压软启动方式,在逆变电路中增加一个逆变角调节电路,提高中频电源起动成功率和负载适应性,故该逆变控制器具有较好的推广价值和应用前景.     

脉冲密度调制串联谐振型塑料薄膜表面处理电源的研制

该文介绍了一种采用脉冲密度调制（PDM）控制策略的串联谐振型塑料薄膜表面处理电源的研制。PDM控制策略的采用可以确保电源工作于定频和定压，并且可以方便地实现开关管的软化。除满功率情况外，开关管的平均开关频率都低于谐振频率，降低了开关损耗。给出的仿真和实验结果验证了这种脉冲密度调制策略的有效性。     

考虑整流性负载特性的LCC-S型无线电能传输系统优化设计

无线电能传输系统中的整流性负载具有非线性特征,而对系统传输特性分析和谐振参数设计时常采用基波分析法,将整流性负载等效为纯电阻,导致理论分析与实际存在一定偏差、系统偏离谐振状态。针对该问题,以LCC-S型无线电能传输系统为研究对象,考虑谐波以及整流性负载的非线性,对系统传输特性进行分析,进而提出基于整流性负载补偿的负载阻抗和接收端串联谐振电容参数的计算方法,并对逆变电路开关特性进行分析验证。所提接收端谐振参数设计方法能够使系统接收端回路谐振,提高系统的输出功率;降低逆变电路开关管的关断电流,提升系统的传输效率。搭建了一套2.5 kW的LCC-S型无线电能传输实验平台,验证了理论分析与所提参数设计方法的有效性和正确性。     

Trans‐admittance control for eliminating the temperature effect of piezoelectric transformer in the CCFL backlight module

A half‐bridge (HB) resonant inverter for driving a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) backlight module with a piezoelectric transformer (PT) is analyzed in this paper. The resonant inductance of the HB inverter is expressed as a function of the load current, the load resistance and the PT circuit parameters. Also, the trans‐admittance of the PT‐CCFL combination network is measured to track the operating frequency for the HB resonant inverter, which may be varied due to the temperature rise of PT. The lamp driving current and power can thus remain almost constant in a wide temperature range. Experiments show that the observed results match the theoretical analyses. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Improved current source GTO inverter-fed induction motor driveswith PWM-controlled thyristor converter

An improved current-source GTO (gate turn-off) inverter system for driving an induction motor at high frequency was developed. This system is composed of an inverter using GTOs and a PWM (pulsewidth-modulated)-controlled thyristor rectifier. The energy rebound circuit in the inverter is used to turn off the thyristors in the rectifier and to apply PWM control techniques. This circuit plays an important role in the treatment of reactive power in a load. The capacitors connected to the AC input terminal to improve PWM control also function as a filter. Thus, the waveforms of the input voltage and current become almost sinusoidal. Principles and circuit operations of the rectifier section are described in detail. The current-source GTO inverter is used to drive a 5.5 kW induction motor. The experimental waveform and characteristics for the tested motor drives are given. It is shown that the harmonic components of the input voltage and current are eliminated or reduced by using the PWM control technique without spoiling the inherent characteristics of the current-source GTO inverter     

基于DSP的移相调频控制逆变电源的研究

本文介绍了一种基于数字信号处理器(DSP)的移相调频(PSFV-PWM)控制逆变电源,给出了主电路拓扑结构,分析了其控制原理并设计了控制程序流程,新颖的移相调频控制能够实现输出电压90%的调整率,输出电流波动小于单纯移相调功PWM方式,并在轻载时保持连续。实现了功率开关器件的ZVZCS(零电压零电流通断)软开关,有利于进一步提高开关频率和降低开关损耗。DSP采用高性能的专用数字信号处理芯片TMS320F2812,实现了系统的数字控制,满足了系统控制的灵活性和实时性,减小了系统的体积和生产成本。仿真分析和实验结果证明了此控制模式的可行性与合理性。     

Hybrid multilevel power conversion system: a competitive solutionfor high-power applications

Trends in power semiconductor technology indicate a tradeoff in the selection of power devices in terms of switching frequency and voltage-sustaining capability. New power converter topologies permit modular realization of multilevel inverters using a hybrid approach involving integrated gate commutated thyristors (IGCTs) and insulated gate bipolar transistors (IGBTs) operating in synergism. This paper investigates a hybrid multilevel power conversion system typically suitable for high-performance high-power applications. This system, designed for a 4.16 kV⩾100 hp load is comprised of a hybrid seven-level inverter, a diode bridge rectifier, and an IGBT rectifier per phase. The IGBT rectifier is used on the utility side as a real power flow regulator to the low-voltage converter and as a harmonic compensator for the high-voltage converter. The hybrid seven-level inverter on the load side consists of a high-voltage slow-switching IGCT inverter and a low-voltage fast-switching IGBT inverter. By employing different devices under different operating conditions, it is shown that one can optimize the power conversion capability of the entire system. A detailed analysis of a novel hybrid modulation technique for the inverter, which incorporates stepped synthesis in conjunction with variable pulsewidth of the consecutive steps is included. In addition, performance of a multilevel current-regulated delta modulator as applied to the single-phase full-bridge IGBT rectifier is discussed. Detailed computer simulations accompanied with experimental verification are presented in the paper     

自激式LLC谐振变换器

LLC谐振变换器可以在全负载范围内实现开关管的零电压开关和二次侧整流二极管的零电流开关,变换效率高。当它工作在谐振频率时,输出电压与负载无关。根据此特点,提出一种LLC谐振变换器的自激驱动方法,采用电流互感器并联电感的方式检测谐振电感电流,从而获得开关管的驱动信号,为了提高开关速度,对驱动电路进行了进一步的改进。针对启动电流过冲的问题,采用一种改进的LLC谐振变换器拓扑。该变换器适用于对输出电压精度要求不高的应用场合,相对于采用专用控制芯片的控制方式,自激驱动方法还具有成本低和体积小的优点。     

基于DSP移相调频控制的逆变电源研究

介绍了一种基于数字信号处理器(DSP)的移相调频(Phase-ShiftedandFrequency-Varied,PSFV)PWM控制逆变电源,给出了主电路拓扑结构,分析了其控制原理并设计了其控制程序流程图。新颖的PSFV控制能够实现输出电压90%的调整率,输出电流波动小于单纯移相调功PWM方式,并在轻载时保持连续。功率开关器件零电压零电流通断(Zero-Voltage-Zero-CurrentSwitching,ZVZCS)软开关的实现,有利于进一步提高开关频率和降低开关损耗。采用高性能的专用DSP芯片TMS320F2812实现了系统的数字控制,满足了系统控制的灵活性和实时性,减小了系统的体积和生产成本。仿真分析和实验结果证明了此控制模式的可行性与合理性。     

应用于塑料薄膜表面处理的电压源谐振变换器放电波形研究

电压源谐振变换器广泛应用于介质阻挡放电薄膜表面处理领域,其放电波形是影响薄膜表面处理效果的重要因素。首先分别对连续电流模式和断续电流模式下的电压源谐振变换器进行时域解析,证明了断续电流模式下放电电流波形能独立于功率而自由调节,而连续电流模式下放电电流波形与功率耦合而无法独立调节。然后以此为基础,设计并搭建了2台连续电流模式和断续电流模式的350 W/30 k Hz变换器样机,对双轴向聚丙烯、流延聚丙烯和聚酯三种材料样品进行了表面处理和效果对比。结果表明:在相同功率和频率下,与连续电流模式相比,断续电流模式中谐振电感越小,放电脉宽越窄,峰值电流越大,塑料薄膜的表面接触角越小,处理效果越好;断续电流模式下减小谐振电感可缩短放电脉宽,使得达到相同表面处理效果所需功率越小,实现了节能目的。     

A High‐Frequency Cycloconverter Based on a Phase‐Shift Control Method

This paper proposes a new control method for a high‐frequency cycloconverter consisting of two half‐bridge inverters and a series–resonant circuit. This cycloconverter acts as an ac‐to‐ac direct power conversion circuit without any dc stage. This circuit does not require a diode bridge rectifier, and thus, can be used to reduce forward voltage drops and power losses in the diodes. A new phase‐shift control method is proposed to regulate the capacitor voltage in each half‐bridge inverter and to achieve zero‐voltage switching. The proposed phase‐shift control is theoretically discussed and is also verified by an experimental circuit consisting of superjunction power MOSFETs. As a result, the proposed high‐frequency cycloconverter exhibits a good power conversion efficiency as high as 97.7% at the rated power of 1.3 kW.