分布式电网中风电逆变器无源无损缓冲电路的研究

分布式电网中逆变环节发挥着举足轻重的作用,而功率开关的安全问题直接影响着逆变器的可靠性,因此逆变器开关缓冲电路的设计至关重要。传统缓冲电路主要以缓冲电阻消耗关断电压,损耗大,能量利用率低,介绍了一种无源无损缓冲电路,缓冲效果良好,能量损耗低。通过Matlab软件和样机实验分别对其进行分析测试,验证了其缓冲效果和特性,从而为开关缓冲电路设计提供借鉴。     

基于副边无源箝位的FBZVZCS变换器的设计与仿真

一种副边带改进的能量恢复缓冲电路的无源箝位ZVZCS全桥变换器,可以有效实现超前臂开关管的ZVS和滞后臂开关的ZCS,同时可以大大降低整流二极管的电压应力,实现副边整流二极管和续流二极管的零电压开关,减小二极管的反向恢复损耗和寄生振荡。对该种变换器各个阶段模态的工作原理和实现软开关的条件进行了分析,对主要参数进行了设计,利用仿真软件Matlab中的Simulink模块对主电路进行了仿真,验证了设计的正确性。     

反激同步整流DC—DC变换器的设计

以UC2843芯片为核心,设计出了一种单端反激式、宽电压输入、单路固定电压输出的15 W开关稳压电源,它能有效降低电源损耗、提高调整性能.其电路采用一种有别于RC缓冲电路的新技术,结合电流型PWM控制,利用反激变换器中的耦合电感与外加小容量电容器构成LC谐振电路,能高效地完成关断感性负载的暂态缓冲,并能抑制二极管的反向恢复不良特性.实践证明:该技术能达到设计要求.     

影响STATCOM核心开关器件的关键问题

功率开关器件的有效控制是影响STATCOM运行性能的关键因素,因此,对大功率开关器件的本身特性的研究至关重要.通过对IGBT的试验及仿真和计算,讨论了STATCOM的核心器件IGBT的不同开关频率对设备电流波形正弦性、谐波、功率器件损耗,以及硬件电路产生影响;IGBT驱动取能对直流侧电容电压平衡产生影响,驱动电路单管反激式开关电源存在单管反击变换器易被击穿的问题;驱动电路的设计除采用栅压保护,还需采用软硬件防止CPLD在强的电磁干扰下产生误动作.     

斩控交流调压器开关缓冲电路参数的优化

根据带电流检测非互补控制的斩波控制交流调压器的工作特点，在分析调压器斩波开关器件开关过程与器件缓冲电路归一化参数之间关系的基础上，建立了带多个约束条件且使开关损耗最小的参数优化数学模型，并采用序贯加权因子法求解，得到了使缓冲器损耗最小，又满足开关工作要求的缓冲电路归一化优化参数，PSPICE仿真结果结果，暂波控制交流调压器采用文中所用的耗能式复合缓冲电路和参数优化方法，不仅可以有效地降低暂波开关的开关损耗，而且可以把开关过程中的电压，电流冲击限制在期望的范围内。     

城轨牵引永磁同步电机驱动系统效率优化控制

针对城轨牵引内置式永磁同步电机直接转矩控制(IPMSM-DTC)系统存在谐波电压电流,引起电机铁芯损耗和铜损,降低系统运行效率的问题,提出基于开关频率优化的效率优化控制策略,选择自适应滞环宽度,采用零矢量象限间交错分布的优化方法,利用功率器件开关频率,优化PWM脉冲序列中零矢量;开发基于STM32F103嵌入式微控制器的效率优化控制系统.实验结果表明:该方法可以抑制逆变器输出电压电流谐波,减小开关次数,降低开关电流,从而减少电机铁芯损耗和铜损,提高系统效率,并改善系统的动态性能.     

新型异步电动机直接转矩控制系统仿真

针对基于直接转矩控制的异步电动机运行时存在较大的电流及转矩脉动问题,提出一种用新型逆变器减小转矩和电流脉动的方法,在原有普通逆变器的基础上增加一个Boost电路,使逆变器有三种不同的输出电压,形成十二电压矢量,定子磁链轨迹更接近圆形。仿真结果表明：改进后系统使逆变器开关频率减小,损耗降低,转矩有明显的改善。     

适用于PWM DC/DC变换器的无源无损缓冲电路

文章研究了适用于PWM DC/DC变换器的无源无损缓冲电路单元,仅通过在变换器中附加一些无源元件实现了开关管的零电流导通和零电压关断,并将缓冲元件的能量回馈给变换器的输入输出端,达到了无损的效果。该缓冲电路单元结构简单,控制方便,并能在软开关的情况下保持开关管的最小电压应力。     

具有有源缓冲电路的软开关脉宽调制式变流器

提出了一种新的零电压转换脉宽调制式(PWM)直流——直流变流器．该变流器加设了一个新的有源缓冲器．该变流器中所有半导体器件都能在精确的或接近于零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)的情况下开通和关断．主开关和主二极管中无附加的电压和电流应力出现，辅助开关和辅助二极管中出现的电压和电流应力也在容许值之内．该变流器结构简单，成本低，易于控制，在轻载条件下也能正常运行．文章详细分析了其工作原理，提出了有源缓冲单元电路的设计过程，并通过一个脉宽调制式升压变流器的实验原型验证了该变流器的预期工作原理和理论分析．在满输出功率情况下，其主开关的损耗和整个电路的损耗大大降低，由此提升了变流器的总效率。     

雪崩光电二极管反向偏压电路设计及仿真

为解决雪崩光电二极管正常工作时需要的直流反向偏压问题,提出了利用电感式升压电路的设计方法.该方法利用开关管、单电感、电容、电阻对5V直流电进行升压,结合555芯片组成的压控振荡器产生频率信号,控制开关管的导通与关断,并利用反馈电路控制压控振荡器的频率,同时采用Multisim9进行仿真.仿真结果表明,当输入电压为5V时,输出电压为160.096 V且保持稳定不变,解决了雪崩光电二极管在正常工作时需要在阴极加上很高直流反向偏压的问题.     

车载超高速永磁无刷电机驱动器

超高速永磁无刷电机因其低电感和高换相频率而普遍面临转子与定子过热的困扰,而发热的一个重要原因是进行脉冲宽度调制(PWM)引起的高频电流谐波.对于逆变器处直接斩波调速方式,需要通过提高斩波频率以减小电流谐波.但对于像燃料电池汽车空压机用10 kW级电机驱动器,现有功率开关器件无法同时满足开关频率和功率的要求.因此在逆变器处斩波调速并不是驱动超高速永磁无刷电机的理想方案.为了减小定转子损耗,本文从减小电流谐波的角度出发,设计了一台前置Buck变换器无位置传感器控制方波驱动器.通过反电动势滤波电路以及换相位置补偿角的优化设计将无位置控制的适用范围扩展到3000~100000 r·min-1,对开发过程中遇到的关键问题进行了分析并提出了相应解决方案.最后,通过实验验证了该驱动器的控制性能.     

影响STATCOM核心开关器件的关键问题

功率开关器件的有效控制是影响STATCOM运行性能的关键因素,因此,对大功率开关器件的本身特性的研究至关重要。通过对IGBT的试验及仿真和计算,讨论了STATCOM的核心器件IGBT的不同开关频率对设备电流波形正弦性、谐波、功率器件损耗,以及硬件电路产生影响;IGBT驱动取能对直流侧电容电压平衡产生影响,驱动电路单管反激式开关电源存在单管反击变换器易被击穿的问题;驱动电路的设计除采用栅压保护,还需采用软硬件防止CPLD在强的电磁干扰下产生误动作。     

高压DC-DC控制器高效功率管驱动电路研究

针对高压降压DC-DC(直流转直流转换器)输入电压范围宽的特点,设计了驱动电路通过钳位电路设定高压的驱动电压,同时通过源极跟随提供驱动功率管开启的驱动电流.电路集成于一款40 V 0.18μm BCD(双极型晶体管、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物半导体)工艺的高压降压DC-DC控制器芯片中,测试结果表明:在200 kHz开关频率下空载功耗为4 mA;驱动功率管开启电压最高为14 V,当输入电压小于14 V时能够提供接近输入电压的驱动压差;PMOS(P型金属氧化物半导体)功率管栅极电压驱动速率在40 V/μs以上,NMOS(N型金属氧化物半导体)功率管栅极电压驱动速率在60 V/μs以上.驱动电路具有高驱动速度和高驱动电压差,以降低开关损耗及导通损耗.     

GTR的驱动与保护电路设计

主要讨论了变频器中大功率器件GTR开关频率可靠性的提高.介绍的驱动电路能最大限度地缩短GTR的关断时间,这样一方面提高了SPWM波调制频率,使得变频器输出电压更接近于正弦波,减少了电机损耗、噪音,增大了电机出力;另一方面又将为GTR的保护赢得时间,从而较好地解决了GTR通用变频器中存在的基本问题.     

DSP实现无输出电压采样的功率因数校正

提出一种无输出电压采样的功率因数校正(PFC)控制策略,它既不需要采样电感电流,也无需采样直流输出电压,输出电压由电压控制增益K直接控制,电路成本得到降低.由于该控制策略算法比较简单,故计算量大大减少,数字信号处理(DSP)速度与开关频率之间的矛盾得到缓解,可以提高PFC电路的工作频率.通过制作实验室模型,编写了DSP程序,利用TMS320LF2407A定点DSP, 实现了开关频率为100 kHz的单相PFC电路的数字控制,获得满意的效果.     

零电压谐振型100 kHz开关电源的研制

将软开关技术有效地运用到开关电源中,可以减小开关器件的开关损耗,提高开关电源的工作频率和效率,减小设备的体积和重量.文中阐述了该电路的基本原理和设计零电压谐振型开关电源的几个     

新型开关稳压电源的优化设计与实现研究

针对小功率开关电源所普遍存在的问题,实现了一种新型小功率高频开关稳压电源的优化设计.电路中的输入回路EMI滤波器设计,有效解决了电网谐波问题以及电源本身对电网污染的问题;控制部分利用电流式PWM控制器UC3842芯片直接控制大功率开关MOSFET管,并通过电压反馈和电流反馈双环控制功能,实现了占空比的精确调节,提高了转换速率,降低了导通损耗;电路采用线性光耦PC817来改变误差放大器的增益,而且在电压采样反馈电路中采用了集成运放PJ324CD芯片以及三端可调稳压管TL431,使得输出电压在负载发生较大的变化时,输出电压基本保持稳定.     

谷值电流模式控制BUCK型LED驱动器

设计了谷值电流模式BUCK型LED恒流驱动器架构,采用双电容充放电的振荡结构分别实现开关管导通计时和最小关断计时,所设计的谷值电流控制器固有的振荡特性避免了振荡器的使用,减少电路实现的成本和复杂度。分析了系统的控制时序,引入前馈机制来调节开关导通占空比,大大减小输入电压变化对开关频率的影响。采用0．61μm30VBCD工艺利用HSPICE仿真验证了所提出的电路结构,仿真结果符合理论推导。     

开关磁阻电机功率电路的软开关策略及仿真

提出一种开关磁阻电机驱动系统(SRD)功率变换器的新型软开关策略.通过在电源与开关磁阻电机(SRM)相绕组开关电路间插入准谐振直流环节电路,并在各相绕组开关上并联缓冲电容器以实现相开关的零电压开通和关断.在介绍该策略的电路拓扑及特点基础上,分析了相绕组开关零电压开通原理;结合公共开关型SRD功率变换器中公共开关的斩波过程,对电路的控制时序和谐振模式进行分析.针对谐振电感储能不同及SRM绕组电感变化对谐振的影响进行仿真.结果表明,只要参数选择合理谐振波形就不受SRM绕组电感变化的影响,并且试验验证了相开关及辅助开关的软开关特性.     

一种高效PWM变换电路的研究

ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ－Ｗｉｄｔｈ－Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）变换电路中,可控开关在每次通断过程中要承受高的开关压力与高的开关损耗,而且该功耗会随着ＰＷＭ开关频率的增加而线性地增加．减小开关损耗最有效、最直接的方法是采用软开关技术．文中提出了一种最新的电路拓扑结构,采用综合零电压技术与零电流技术的软开关技术,应用于升压式ＰＷＭ变换电路,使ＰＷＭ变换电路的开关,既能在零电压下实现开通,又能在零电流下实现关断,从而大大减小开关损耗,可显著地提高电能转换效率．同时提出了一种实用的控制电路,不仅电路结构简单,而且容易保证三路开关信号的时序关系（输入一路波形,同时输出三路波形,控制三个开关管）．输出波形完全能反映输入波形的变化．该设计思想对ＰＷＭ变换电路的进一步研究有着积极的意义．