一千瓦零电压软开关高功率因数变换器

提出了一种零电压软开关高功率因数变换器电路.主电路采用准谐振PWM-Boost软开关拓扑结构,控制电路采用平均电流控制技术和软开关控制技术相结合的形式.文中分析了该电路的工作原理,给出了电路参数归一化曲线及设计指导.实验结果表明,该电路在整个输入电压范围内都能保持软开关特性,达到了高功率因数和高效率的目的.在输入电压为220 V,工作频率为65 kH z,电路输出功率为1 000 W时,实测工作效率为95.3%;经对入端电流频谱分析、计算,功率因数达到0.998 8.     

电动车LLC谐振充电电源系统

研制了一种电动车LLC谐振充电电源系统.该系统以STM32为控制核心,采用数字化脉冲频率调制(PFM)控制,选取满足电动车铅酸蓄电池充电电源要求的LLC谐振主电路拓扑和4阶段+正负脉冲充电方案.试验结果表明:该电源系统能够全程实现LLC谐振主电路的软开关状态,LLC谐振主电路始终工作于原边MOSFET功率开关管零电压开通和副边整流二极管零电流关断软开关状态,提高了电源转换效率;结合电池充电曲线并使用4阶段+正负脉冲充电方式,可以减少过充电及析气极化现象,保护电池,提高充电速度.     

无线LED系统中基于开关电容的功率调节技术

提出了一种用于小型无线LED照明系统的功率调节系统。无线LED照明系统的主电路是基于单开关的E类放大器,通过调节E类放大器的旁路电容从而实现功率调节。无线LED照明系统主电路工作在E类放大器的次优化工作区间,该工作区间可以确保主电路的开关元件始终工作在零电压开关模式。给出了描述系统特性和确定软开关条件的方程,仿真和实验结果验证了提出的功率控制方法可以有效的调节系统的输出功率,并保证了零电压开关条件得到满足。     

大功率开关电源的并联运行

主要讨论开关稳压电源的并联设计与制作,此电源具有功耗小,效率高,输出电流稳定以及输出功率大等优点,是大功率电器的理想电源。设计的是半桥式稳压电源,采用TL494集成块作为控制器,先用TL494集成块脉宽调制控制主电路的输出电路的输出电压保持不变,然后对主从电路输出进行采样,同时输入给高精度比较器,再用另一个TL494集成块脉宽调制控制这个比较器的输出结果,来调节从电路的输出电压,使主从电路的输出电压相等,产生80V、200W的输出。然后将两个这样的电源通过比较控制后关联起来,得到大功率（400W）的稳压电源。     

基于脉宽调制的软开关等离子扬声器

为实现等离子扬声器低功耗与产品化, 在理论分析基础上, 结合零电压开关(ZVS: Zero Voltage Switch) 和脉宽调制(PWM: Pulse-Width Modulation)两种方案的优点, 提出了一种基于 PWM 脉宽调制的软开关控制方 式。 驱动电路采用 IR2110 芯片增强电路的驱动能力, 开关部分则采用软开关的方式提高了电路的整体效率。 通过对比分析电源输入功率、 开关管发热情况和电弧长度后发现, 该方案在电弧长度为 1. 5 cm 的情况下电源 输出功率为12 W, 两开关管的表面温度分别为50℃和58℃。 实验结果表明, 该方案降低了功耗, 提高了整体 电路的稳定性和安全性, 同时降低了控制开关管的 PWM 波的失真度, 因而具有更优秀的实际应用与产品化 能力。     

IGBT半桥串联谐振高频感应焊接电源

针对传统高频感应焊接电源存在开关损耗大、功率因数低、大功率输出电路稳定性差的问题,设计一种以IGBT为开关管的半桥串联谐振高频感应焊接电源,并制造试验样机一台,实验结果表明该设计方案采用 新颖频率追踪电路保证了开关元件在各种负载条件下可靠工作在零电流软开关状态,并且利用自动稳压电路使整机工作可靠性得到提高.     

改进型直流侧有源电力滤波器参数设计及仿真

针对直流侧串联型有源电力滤波器(active power filter,APF)输出不可调压和控制电路较复杂的特性,提出一种输出可调压的改进型直流侧串联型APF拓扑。从理论上分析了改进型直流侧串联型APF电路拓扑和基本工作原理,根据电路功率因数预调节原理,给出了主电路参数设计方法。利用零极点配置法对电压环和电流环进行了设计。同时主电路功率开关采用同频率控制,进一步简化控制电路。与并联型APF相比,该拓扑简化了主电路结构,进一步减少有源开关的数量,具有输入电流谐波低、功率因数高、输出电压调节范围宽、成本低等优点。仿真结果证明了所提出拓扑的正确性和可靠性。     

LED汽车前照灯有源纹波补偿Buck型恒流驱动电源

针对一般照明LED驱动电源中输出滤波电解电容的寿命与LED的长寿命极不匹配的问题. 提出了一种有源纹波补偿的Buck型LED驱动电路. 电路中用有源纹波补偿支路替代输出滤波电解电容,抵消电感纹波电流,使LED灯组获得恒定直流,达到LED的理想驱动状态. 为了减小纹波补偿支路的损耗,必须控制电感电流的峰值和谷值,滞环电流控制可有效地满足这个要求. 设计和制作了输出功率为30 W的滞环电流控制、有源纹波补偿BUCK型LED驱动电源. 仿真和实验验证了上述新型电源的可行性.      

基于并联逆变器的并联型功率因数校正技术研究

提出了并联于电源与负载之间的并联型功率因数校正技术,采用倍频载波相移SPWM技术的并联逆变器作为主电路结构,降低功率器件的电流等级,提高逆变器的等效开关频率.从电源电压和逆变器直流侧电容电压提取电源电流的指令电流的相位和幅值信息,采用电压外环PI调节电流内环P调节实现电源电流与电源电压同频同相,控制算法简单,鲁棒性好.进行了仿真和实验验证,带线性及非线性负载时功率因数达到0.99,谐波畸变率低,结果证明了并联型PFC的正确性和有效性.     

一种电流型并联谐振DBD臭氧电源

研究一种新型电流馈电式并联电感补偿负载谐振DBD臭氧发生器供电电源。该电源功率级由BUCK斩波电路和单相桥式逆变器组成。斩波器工作于固定频率PWM方式,采用输出电流闭环控制实现放电功率的调节,逆变器控制采用数字频率锁相跟踪技术使电源工作在小容性准谐振状态。对该电源的工作原理进行分析,给出斩波电路电流负反馈PI调节器、逆变器数字频率锁相跟踪算法的原理和实现方法、关键控制电路和IGBT驱动电路的详细设计。实验结果表明:调节电源直流电流能有效地调节发生器放电功率,电源输出功率因数高于0.98,系统稳定可靠。     

基于APFC和谐振技术的高性能开关电源的设计与实现

提出了一种双级电路结构的开关电源设计方案。前级采用APFC电路,实现了低输入电流谐波;后级采用LLC谐振电路,利用变压器的励磁电感,可使变换器在宽输入范围内实现开关。试验结果证明,可实现较高的功率因数和效率。     

全桥LLC串联谐振X光机高压直流电源

针对X光机电源的全桥移相拓扑结构存在占空比丢失问题,提出一种全桥LLC串联谐振变换器与单相双向对称倍压整流电路相结合的高频高压X光机电源。在主电路中,采用全桥LLC串联谐振、高压变压器、单相双向对称倍压整流电路;从理论上分析了零电压软开关工作条件,建立主电路基波等效(fundamental harmonic approximation,FHA)模型,并对主电路的参数进行设计。仿真结果表明：输出电压可以在40～120 kV内连续可调,不存在占空比丢失;输出电压上升时间短、纹波小。证明了所提出拓扑的正确性和可靠性。     

LLC谐振变换器的谐振模式原理及最大增益分析

LLC谐振变换器具有高效率功率变换和宽范围输入电压适应性的突出优势,但是关于变换器最大增益的研究还存在明显不足.为此,以LLC谐振变换器的最大增益为研究对象,根据串并联谐振的进行过程对变换器的谐振模式进行了划分,即变换器可分为欠谐振、完全谐振和过谐振3种谐振模式.当变换器工作在完全谐振模式时,变换器增益达到最大值,对应的开关频率称为临界频率.最后,通过建立变换器状态方程推导得到最大增益和临界频率的时域表达式,并结合仿真和实验验证了理论分析的准确性.     

反激式电流谐振型功率因数校正电路的研究

提出一种具有零电流关断（ZCS）的反激式单级功率因数校正（PFC）变换器，这种变换器工作在输入电流不连续导电方式（DCM），综合了电流谐振技术与PFC技术，具有控制简单，输入电流自动跟踪输入电压，功率因数较高的特点，分析这种变换器的工作原理，并在输出功率为30W的条件下进行了实验验证。     

通信电源变换器轻重负载切换效率优化

针对轻重负载直流电转直流电（direct current direct current，DC DC）的转换效率不高，传统LLC电路控制方式无法满足5G通信电源能耗要求这一问题，采用LLC最佳谐振频率段临界值触发母线电压调压的控制策略，提高通信电源在轻重负载切换的工作效率，优化DC DC变换器。该方法主要利用LLC谐振频率对母线电压进行调制，降低因负载变化而导致LLC电路失去副边二极管的零电流关断（zero current shutdown，ZCS）。Matlab仿真实验结果表明，该方法能把LLC电路的开关频率稳定在最佳工作点附近，并能够保持副边二极管的ZCS，使其在全负载范围内的效率提升了41%。     

基于DSP的静态切换开关研究与设计

为了保证对重要负载供电的连续性,满足高新技术产品对供电质量提出的越来越严格的技术要求,介绍了一种性能完善的新型智能数字式静态开关。它主要包括两路不间断交流电源输入输出检测电路、DSP芯片控制电路、数字触发电路、LC桥式谐振换流电路,采用dq0变换对电能质量信号辨识。结合静态开关原理,着重对数字触发电路和LC谐振换流电路进行分析。通过样机测试,切换时间较短,两路电源电压以及负载电流近似不变。期间DSP芯片作出相应的状态报警显示以及与外部通信。     

新型零电流PWM全桥DC-DC变换器

为降低IGBT在关断过程中所产生的损耗,提高电源的开关频率.通过在变压器副边增加一个由谐振电感、谐振电容、辅助箝位二极管以及辅助开关管组成的辅助电路,在主开关管关断之前短暂开通辅助开关管,通过谐振电感和谐振电容之间的谐振使原边电流迅速复位,从而实现主电路开关管的零电流开关(ZCS).实验结果表明,此变换器可在全负载范围内实现所有开关管的ZCS和输出整流管的软换流,其辅助电路的谐振电感还具有帮助主电路实现主开关管软开通的功能.这种拓扑结构简洁,可以较好地实现软开关且不会增大整流二极管的电压应力,变换器的效率也达到了90%以上且有提升空间.     

一种带输出谐振倍压的双电感隔离型Boost变换器

传统的燃料电池发电系统用DC/DC变换器拓扑主要是隔离型Boost变换器,其效率、增益和输入电流纹波都有一定瓶颈.为此,提出了一种新颖的带输出谐振倍压的双电感隔离型Boost变换器,变换器的输入侧采用双电感结构,输出侧采用谐振倍压结构实现了整流二极管的零电流关断.相比于传统的隔离型Boost变换器,所提出的拓扑的具有更小的输入电流纹波,同时变换器增益提高了1倍.给出了变换器的工作原理波形并进行了详细的模态分析,在此基础上完成了变换器的增益特性和输入电流纹波分析并给出了一种可行的变换器设计方法.最后研制了1台500 W的样机,满载效率为96.5%,样机实验结果验证了所提出拓扑的可行性和高效率功率变换的优点.     

一种多功能单相单位功率因数变换器

针对电网谐波具有严重的危害性,提出了一种用以抑制电网谐波的多功能单相单位功率因数变换器．采用四管全桥式开关的主电路拓扑结构和较为简单的双环（直流电压环和总电流环）控制策略,使得此装置不但可以用作单位功率因数整流器,以替代许多传统电力电子装置的输入阶段的整流部分,而且还可以同时用作有源功率滤波器,实现对用户已有的非线性功率装置在工作时所产生的谐波和无功电流的补偿．为从理论上研究此装置的工作原理,给出了电流环的数学模型,并分析了电流环的动态特性．讨论了电流失真的产生原因及其相应的抑制方法．给出的小功率实验装置的实验结果表明,该装置工作时的输入功率因数接近１,从而验证了所提出方案的可行性     

半桥式零电流转换谐振变换器的研究

对一种半桥式零电流转换谐振变换器 (HBZCTRC)电路拓扑结构进行了详细的分析 ,通过在开关桥臂增加有源辅助谐振网络的方法来实现变换器主开关绝缘栅双极性晶体管 (IGBT)的零电流关断。该变换器的零电流开关范围非常大 ,与负载无关。文中详细分析了它的工作原理 ,给出了在半个周期的主要电流电压波形和各个阶段的电路状态图。并分析了辅助谐振网络参数对变换器工作的影响。研制了一台采用半桥式零电流转换谐振变换器的主电路结构的 IGBT弧焊电源样机 ,实验验证了这种零电流变换器具有适应电压电流变化范围广的特点