死区对电压型逆变器输出误差的影响及其补偿

针对电压型逆变器的死区效应,分析了死区对逆变器输出电压谐波和电流的影响,提出一种基于功率导通时间实时检测的死区补偿和电机相电压检测方法.为避免电流过零点的直接检测或间接预估,设计硬件电路直接检测功率管的导通时间,得到逆变器的实际死区时间,并在软件中进行补偿,同时得到电机实际的相电压.采用该方法得到的死区时间反映了开关器件导通和关断时间受结温和导通电流影响的特性,最后对上述方法进行了实验验证.     

一种高效率高增益的谐振型直流功率变换器

提出一种高效率高增益的谐振型直流功率变换器。该电路利用耦合电感、开关电容电路及输出串联结构实现高电压增益。耦合电感中的漏感能量由输出端回收,利于提升效率,降低开关管的电压应力。同时借助漏感和开关电容谐振,次级二极管的零电流开关得以实现,从而减小反向恢复的影响。详细分析了高效率高增益谐振型直流功率变换器的工作原理,及连续导通模式下变换器的稳态性能,并借助一台35 V输入、200 V/0.75 A输出的实验样机验证了理论分析的正确性。     

一种新颖的死区补偿和电机相电压检测方法

针对电压型逆变器的死区效应,提出了一种基于功率导通时间实时检测的死区补偿方法.为避免电流过零点的直接检测或间接预估,设计由硬件电路直接检测功率管的导通时间,得到逆变器的实际死区时间,并利用软件进行补偿,同时也可得到电机实际的相电压.采用该方法得到的死区时间反映出开关器件导通和关断时间受结温和导通电流影响的特性.实验结果表明,该方法能够有效地抑制电流谐波,使0,5,7次谐波降低了50%,改善了电流波形质量.     

一种高效倍压升压型软开关功率因数校正电路

提出一种高效零电压转换倍压升压型变换器的功率因数校正电路。新型软开关技术可以实现整流器主开关和无源开关零电压转换,而辅助开关零电流通断。所述软开关技术没有增加电路主开关的电压和电流应力。由于所用电路主电路导通流经更少的半导体功率器件,因此具有较少的器件导通损耗。该电路结构适合低压输入和中高功率应用场合。计算机仿真和实验样机验证了理论预期。该样机实现转换效率高达97%,功率因数为0.992。     

一种新型PWM软开关整流器的仿真

软开关脉宽调制PWM整流器是一种性能优良的转换电路,它克服了一般变换电路中功率开关器件承受较大的电压应力和较高通态损耗的缺点。文中提出了一种使用绝缘栅双极晶体管IGBT的软开关功率变换电路,为主开关提供了零电流开关ZCS的条件,谐振电路开关也能通过零电压开关ZV S或者零电流开关ZCS实现转换;提出的电路具有损耗小,转换效率高(96%),死区时间(4μs)短的优点。因此可以采用频率更高的脉宽调制PWM脉冲,能基本上消除电网侧电流的低次谐波,减少电流波形的畸变率;阐明了电路的工作过程及分析总结了其特性,并使用PSCAD/EM TDC进行了仿真,仿真结论证明了其工作原理。     

一种新型的软开关DC-DC变换电路

针对当前伺服系统中直流电动机的特点和变换电路的不足,提出一种损耗低、效率高、控制简单的软开关DC-DC变换电路。本DC-DC变换电路在实现电路功能的同时,所有功率开关管均为软开关,大大的降低了开关管的开通和关断损耗,并且功率开关管的电流、电压应力较小,开关管的导通损耗也得到降低,同时该电路结构简单、控制方便,能在整个占空比调节范围内实现软开关。     

基于ZVS PWM的小功率车用电源功率变换器设计

为使电源小型化、提高开关频率和电源效率,在基于软开关脉宽调制技术上针对小功率车用充电电源功率变换电路进行设计与仿真。主要由MCU电路、驱动电路、功率变换电路、整流滤波电路以及反馈电路等构成。通过在变压器原边与谐振电感间增加两个箝位二极管来抑制电压尖峰,在原边交流侧增加了隔直电容,以防止由桥臂不对称导通时间引起偏磁问题,副边采用全波同步整流技术。采用反馈系数可调的电压电流双闭环控制使系统更加稳定,并对电路关键参数进行设计。最后,通过Saber开关电源仿真软件对电路进行仿真分析。     

开关-耦合电感DC-DC变换器

本文提出了开关-耦合电感DC-DC变换电路。在针对已经含有开关电感模块和耦合电感模块的DC-DC拓扑族的研究之上,将开关电感和耦合电感进行耦合,使其作为开关-耦合电感发挥作用,进而得到高电压增益、效率得到改善的新式软开关DC-DC变换器。该类变换器集成了含有开关电感模块和耦合电感模块的DC-DC变换器的升压功能,并且同时实现了有源器件的软开关,改善了效率。主要有源器件S在导通的时候实现了零电流导通（ZCS）,减少了它的损耗。关断时漏感能量通过嵌位二极管传递到输出侧,减少了能量损耗、改善了EMI环境。整流二极管能够在零电流（ZCS）情况下关断,此状态优化可以二极管的反向恢复特性,降低反向关断时的损耗。以开关-耦合电感Boost变换器为例进行了该类电路的研究,分别分析了电路的工作原理和周期工作模式,并推导了电压增益的数学公式。在理论指导下,采用200W开关-耦合电感Boost实验样机,证实所提电路理推理的可实施性和准确性。     

基于无桥Boost PFC的软开关电路设计

功率因数校正(power factor correction,PFC)技术可以有效提高电网功率因数并减少电网谐波污染.相对于常规Boost PFC电路来说,无桥Boost PFC电路在每一个开关周期内同时导通的功率器件少,电路的导通损耗低,能明显地提高电能的转换效率,但是当电路的开关频率提高时,电路的开关损耗也会大大增加,所以有必要在无桥Boost PFC电路中引入软开关技术.设计了一种采用平均电流控制的最小电压应力无源无损无桥Boost PFC软开关电路,并通过Saber软件进行了仿真验证,证明了设计的无桥Boost PFC软开关电路与平均电流PFC控制方法的有效性.     

一种高增益双向准Y源DC-DC变换器

针对传统双向DC-DC变换器电压增益小、传输效率低等问题,提出了一种改进型高增益双向准Y源DC-DC变换器电路拓扑,通过调节双向功率开关管的导通占空比和耦合电感的匝数比,实现功率双向传输的目的。电路拓扑结构简单,传输效率高,具有连续的输入电流,绕组匝数比设计灵活,进一步提高了电压增益,调压范围更宽。首先对电路的拓扑结构和工作原理进行了分析,并通过数学公式推导证明了其正、反向2种工作状态下的升/降压性能;然后用Matlab/Simulink软件进行了仿真分析;最后搭建实验样机进行验证,仿真和实验结果均证实了电路拓扑的可靠性和优越性。     

3次谐波谐振电路在桥式射频电源中的应用研究

在桥式射频电源中接入3次谐波谐振电路,用于改善MOSFET的快速开关状态。通过在桥式逆变器的交流端连接3次谐波谐振电路,将3次类正弦波电流叠加于正弦负载电流上,从而实现对MOSFET输出电容的快速充电或放电,使MOSFET适用于更高的工作频率。对2 MHz/2 k W射频电源进行仿真分析,其结果表明:接入3次谐波谐振电路不仅减少了MOSFET的换向时间,而且降低了MOSFET的开关损耗;同时,死区和3次谐波谐振电路品质因数对电路的影响分析,验证了3次谐波谐振电路的可行性和有效性。     

一种高增益交错耦合电感DC/DC变换器

提出了一种高增益交错耦合电感DC-DC变换器,采用二极管、电容和电感构建无源吸收网络,回收再利用漏感能量,开关管的开关电压尖峰得到抑制,进而减小了开关管的电压应力;选用导通阻抗低的MOSFET,降低开关损耗,改善变换器效率。将2个电容和2个耦合电感副边相结合,1个导通周期内,当电容并联导通时,储存在耦合电感中的能量给电容充电;当电容串联导通时,将能量释放给输出端,从而获得高增益。此外,二极管的反向恢复问题得到有效抑制;交错并联控制抑制了输入电流纹波,变换器性能得到改善。对电路的操作原理和模态变化作了详细分析,最后搭建了1台300 W、20 V/240 V的实验样机,验证了理论分析的正确性。     

高频感应加热电源功率器件MOSFET驱动电路

针对多管并联的MOSFET驱动这一难题,通过分析MOSFET开关过程,得出了MOSFET开关转换对驱动电路的要求,以及驱动电流和驱动功率的计算方法,最后采用脉冲变压器法设计了高频感应加热电源功率器件的驱动电路,并给出了电路的设计参数及实验波形.     

双开关T型并联谐振逆变器拓扑结构研究

为实现感应加热电源高频化、高效率化及高功率输出能力,提出了以MOSFET作为开关的T型并联谐振逆变器电路拓扑结构。它能够输出理想的正弦电压波形,开关元件工作在零电压开关(ZVS)状态,降低了开关损耗,提高了工作频率和效率。逆变器的ZVS工作状态不受负载影响,且工作状态稳定,易控制。详述了电路构成及工作原理,研究并分析了电流、电压的关系,最后给出了实验结果。     

基于同步整流技术的大功率电化学电源设计

介绍了一种基于同步整流技术的大功率电化学电源总体设计方案。在分析其工作模态的基础上给出了电源主电路的工作电压电流关系;设计了一种大功率水冷高频变压器,给出了详细的计算过程;为解决传统同步整流的自驱动方式由体二极管进行续流会降低整流效率的缺点,设计了在占空比丢失时保持MOSFET导通整流的大功率的改进型同步驱动电路。最后制作了一台8V/1500A的电化学电源样机,实验结果表明,驱动电路能够提供稳定的驱动信号,该电源满载效率达93.2%,性能均达到电化学电源的要求。     

应用于无线电能传输系统的三相单开关功率因数校正方法

为降低无线电能传输系统工作过程中对电网的谐波污染,提出了一种采用三相单开关Boost电路的有源功率因数校正控制方法。通过对串联谐振式无线电能传输系统的有源功率因数校正电路工作条件的分析,研究了线圈耦合系数对有源功率因数校正控制效果的影响。利用三相单开关Boost电路的输出特性和串联谐振电路的阻抗特性规律,对系统在变耦合系数情况下的工作点进行校正,实现较高功率因数输入和相对高效率的输出。实验结果表明,所提出的校正控制策略对变耦合系数无线电能传输系统有减小输入电流畸变、提高功率因数和效率的控制效果。     

高压静电设备中倍压整流电路的工作状态分析

从电压、电荷、能量等各个角度详细分析了理想倍压整流电路中倍压电容上的电压关系。结果表明静电电源设备倍压整流电路正常工作下输出电压波动很小,但当除尘电场击穿放电时,其输出电流出现一浪涌,其幅值可超过正常电流的几十倍,引起高压除尘装置供电设备发生故障。     

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。     

功率场效应晶体管MOSFET（一）

本文阐述了MOSFET的结构、工作原理，静态、动态特性，并论述了动态特性的改进，对MOSFET的驱动电路及其发展动态作了简单介绍。分析了功率MOSFET的几种驱动电路的技术特性和功率损耗，介绍了新一代MOSFET——QFET的主要技术特性、MOSFET器件的发展趋势和研发动态及在变换器领域应用的优势。     

基于DC/DC电路的无线充电系统功率稳定控制方法

在无线电能传输系统中,负载的接收功率对发射线圈与接收线圈之间的互感与负载阻值的变化比较敏感,当接收线圈与发射线圈之间出现偏移或负载等效阻抗变化时,需要通过有效的控制方法较快地保持负载接收功率基本稳定。文中在分析次级侧包含DC/DC电路的无线电能传输系统结构的基础上,给出了互感与负载电压、负载电流之间的关系,并推导出了DC/DC电路的占空比与负载接收功率之间的关系;然后提出通过检测负载电压、电流,调节DC/DC电路的输出功率稳定控制策略;最后,通过Matlab/Simulink仿真以及样机实验,验证了文中理论分析与控制策略的有效性和正确性。