用于电磁斥力机构的电容器充电电源研究

用于高压电网中的电磁斥力机构为基础,对机构中的重要组成部分电容器充电电源进行研究。充电电源采用Boost PFC(power factor correction)实现前级功率因数校正,不仅能够提高效率;而且在一定程度上降低了谐波对电网的污染。基于全桥LCL型谐振器来实现恒流特性,以确保电容器的恒流充电。采用状态空间平均法建立了Boost PFC的小信号模型;并给出设计方法。对谐振变换器的工作原理以及充电电源的工作过程进行详细分析。在研究变换器电流传输特性的基础上,给出了电容器充电电源的参数设计过程。最后,10 s内实现对2 000μF电容器充电至2 000 V的仿真实验验证了用于电磁斥力机构的电容器充电电源的精确可靠性。     

具有T-L-C变换器高精度高重复率充电电源

对采用T－L－C变换器在工频条件下实现高精度恒流充电的基本原理作了详尽的分析与数学推导，定性地给出这种电源的U－I特性曲线和负载特性曲线，并提出用三相T－L－C变换器给固体激光器进行高重复率脉冲供电电路的基本设计和计算。实际应用证明，采用T－L－C变换器的充电电源，其充电精度可达0．5‰，总体效率达80％以上。     

双向DC-DC变换器并联仿真

双向DC-DC变换器采用双向半桥变换器拓扑结构,首先阐述了双向半桥变换器的工作原理,并分析了电源的并联特性及自主均流法的工作原理,给出了参数设计方法.以Buck/Boost变换器并联系统为例,采用PID控制方式,应用Matlab对该模型进行了仿真,将仿真结果与未加均流方法进行比较,结果表明Buck/Boost变换器能实现能量的双向传递并且能很好地实现均流,从而验证了分析的正确性,为双向DC-DC变换器自主均流技术的推广应用提供仿真经验.     

大功率混合储能装置控制策略研究

针对电磁发射装置在连发时其储能电源对电网瞬时功率需求极大、一般电网难以承受的问题,提出了一种新的混合储能方式及其控制策略。该方式将蓄电池与脉冲电容器进行复合储能,采用多组蓄电池串联充电的新型拓扑结构,通过调整电路参数和时序触发控制策略,可以精确控制在不同时刻将多组蓄电池逐步接入电路对脉冲电容器充电,实现了对脉冲电容器的近似恒流充电,使脉冲电容器快速、高效地达到所要求的电压值。仿真与试验结果表明,该混合储能方式合理可行,在时序触发的控制策略下可实现在较短时间内将蓄电池能量传递给脉冲电容器,使功率逐级增大,从而降低网侧的瞬时功率需求。     

数字化交错并联BOOST PFC在车载充电机中的研究

为了减少电动汽车充电时对电网的谐波污染,必须对充电设备进行功率因数较正。针对3k W的电动汽车车载充电机,前级PFC电路采用了交错并联Boost PFC拓扑和数字平均电流法的双闭环控制设计方案。着重分析了主电路拓扑结构、器件设计以及数字化的控制策略。最后,通过MATLAB仿真与3.2k W样机验证,数字控制的交错并联Boost PFC电路实现功率因数为1,输出电压纹波与输入电流纹波均低于5%,满足车载充电的同时减少电网的谐波污染。     

复合储能源Boost变换器建模及多项式控制

为提高用电设备所需的快速动态响应特性及变换器工作可靠性,采用多项式控制方法,研究复合电源储能系统Buck/Boost变换器的控制策略.分析了复合电源两通道交错并联磁集成Buck/Boost变换器的Boost工作模态,采用扰动法建立变换器动态小信号模型,得到占空比到电感电流的开环传递函数.设计了多项式能量管理控制器并对其参数进行整定.研究结果表明:多项式控制策略与传统PI控制方式相比,更能优化控制主电源与辅助电源间的功率分配,提高了控制系统的稳定性及动态特性.研究结论有助于双向变换系统有效控制的实现.     

一种电动汽车动力电池均衡控制方法的设计

针对电动汽车动力电池均衡控制存在的问题,给出了一种通过电压变换器和恒流电路对电池进行均衡的方法.该方法能满足各单体电池间均衡要求,且可避免尖峰电压对电池冲击.对均衡控制的整体结构进行了讨论,并介绍了电压变换器设计方法.对电池充电过程的非线性特性,给出了一种易于实现且可满足均衡控制要求的闭环反馈的电流控制方法.实验结果表明,所设计的均衡控制方法能满足动力电池均衡控制的要求.     

线圈型电磁斥力机构的分闸效率仿真及影响因素分析

电磁斥力快速操动机构在直流断路器、限流器及选相开关等领域具有广阔的应用前景。在分析线圈-线圈型电磁斥力机构工作原理的基础上,利用有限元软件Ansoft建立了线圈-线圈型电磁斥力机构场路耦合瞬态动力学特性分析的二维有限元模型。对线圈匝数和放电电容的充电电压分别在30~60 V和340~380 V范围内,线圈规格分别为1×8 mm、0.9×7.1 mm和0.8×6.3 mm的情况下的电磁斥力机构运动特性进行了仿真计算。根据计算结果能够获得分闸时间的长短,进而可以反映出分闸效率的高低。仿真结果表明,3个因素中充电电压影响最大,线圈规格的影响较小。充电电压的提高会使分闸效率得到极大的提高。同时,随着线圈匝数增大分闸效率先增加后减小。仿真结果中,线圈规格为0.9×7.1 mm、线圈匝数为40、充电电压为380 V时斥力机构有最大的分闸效率。     

基于FAN 9672的电源变换器设计

为了解决目前市场上电源变换器宽电压输入功率因数和功率均较小,而功率大、高功率因数的电源变换器要求输入电压范围又很小的问题,将主要用于PFC控制电路的芯片FAN9672应用于大功率升压变换电路,设计一款新型电源变换器.给出电路构成框图及各单元电路的详细设计方式,论述了整机工作过程,并进行了电路参数测试.检测结果表明,该电源变换器具有宽电压输入、大功率、高功率因数的特点.     

电动汽车无线充电双LCC电路特性分析与仿真

针对电动汽车无线充电过程中负载变化时对输出电流的影响问题,设计双LCC谐振补偿电路实现电动汽车无线恒流充电。对LCC电路阻抗频率特性、恒流/恒压特性等进行理论推导,在理论研究基础上进行参数设计,将双LCC谐振补偿电路设计成恒流工作模式。在Pspice软件中建模仿真可知谐振状态下系统阻抗表现为纯阻性特点,逆变器提供有功功率。研究表明,双LCC电路滤波特性、改善原边电压或电流应力以及鲁棒性比基本谐振补偿电路更加优越,满足电动汽车无线充电要求。     

基于占空比分配的交错并联Boost PFC仿真研究

传统交错并联Boost PFC电路的平均电流控制法基于均流控制,但实际应用中无法确保元器件的参数一致,无法实现均流控制;针对上述问题,提出了占空比分配法实现交错并联Boost PFC的均流,该方法将总电感电流平均值的1/2与各相电感电流平均值进行比较,根据比较后的结果确定各相的占空比;通过对电路各元件参数的计算,实现了400 V/200 W交错并联PFC电源的设计;最后,利用MATLAB进行仿真验证,仿真结果表明,所提出的占空比分配法能够实现输入功率因数高和两路电感均流。     

电阻焊晶体管电源的恒流充电系统设计

针对焊接电源储能电容传统充电方式的不足,设计了一种能够进行稳定高效充电的恒流充电系统。设计中,以dsPIC33FJ64GS610作为控制核心,采用PI控制算法,实现恒流控制。介绍了该充电系统的硬件电路设计、软件控制策略以及实验结果。     

一种带辅助变压器的双电感隔离型Boost变换的计算机仿真研究

文章给出一种带辅助变压器隔离型Boost变换器拓扑结构,适合高功率因数校正(PFC)及负载变化范围较宽的场合;考虑到输入输出电压差异较大,引入了变压器;同时针对普通双电感Boost变换器在较宽负载时需采用变频控制的缺点,引入辅助变压器,从而能够实现固定频率控制。     

基于Pspice的超级电容器宏模型建立及仿真分析

超级电容器宏模型的建立为其应用设计开发提供了便捷有效的计算机辅助研究手段,对节约项目研发成本和缩短研发周期有着重要意义.笔者采用Pspice电子电路仿真软件,以超级电容器的元件标称参数及其电学等效模型为基本构架,提出一种效果显著且在技术上易于实现的超级电容器建模方法.实验结果表明,该模型具有良好的拟合度,恒流充电阶段时域仿真与实测结果偏差小于10％,能够充分模拟出超级电容器的等效性能和储能特性,可用于各种类型超级电容器的仿真研究,为超级电容器的实际应用提供可靠的数据支持.     

高集成度的矿灯电源管理电路

采用高集成度的芯片设计出一种新型的矿灯电源管理电路。主要通过锂电池充电芯片TP4056的恒流-恒压模式对锂电池进行充电,通过矿灯专用芯片SN3135对主辅一体式的LED进行恒流驱动,主辅灯的工作状态可以通过自动和手动两种切换功能来实现。电路具有过充、过放、温度保护和充电状态指示的功能。实验表明:该矿灯电源管理电路结构简单、性能稳定、成本低,能够满足井下使用要求。     

基于最大输出电流的智能太阳能电源管理电路

为实现跟踪太阳能电池板的最大功率点, 提出一种基于直流鄄直流(DC/ DC: Direct Current-Direct Current)变换器最大输出电流的方法, 并将模糊逻辑控制理论应用于太阳能电源管理电路进行智能化充放电管理。 建立了 DC/ DC 变换器数学模型, 理论证明了基于最大输出电流跟踪太阳能电池板的最大功率点的可行性。 模型采用 STM8L151K4T6 单片机控制 Sepic 变换器电路实现了对 3 W 的小功率太阳能电池板的最大功率点跟踪, 对储能元件蓄电池的恒流恒压充电控制以及过充和过放保护进行控制。 实验结果验证了该设计的合理性和有效性, 实现了太阳能电源管理电路的最优控制。     

高充电效率的恒流太阳能路灯控制器

针对传统太阳能路灯控制器主要存在充电效率低、恒流精度低的问题,提出基于多路脉冲宽度调制(PWM)恒流技术的新型太阳能路灯控制器的设计方案。该控制器采用复合式DC-DC变换器,通过控制多路PWM信号,实现高效地充放电功能。充电过程以改进的扰动观察法实现最大功率点跟踪(MPPT),提高充电效率;放电过程通过实时检测LED路灯的实际电流,动态调整相应PWM信号的占空比实现高精度恒流驱动LED路灯。实物测试结果表明该控制器能有效地改善充电效率和恒流源精度,充电速度提高了4%~7%,恒流源精度高达2.5%。     

24V交流单相在线式不间断电源的设计

设计了一款输出24V交流单相在线式不间断电源。设计中采用正弦波单相逆变电源控制芯片U3990F6-50作为主控芯片;采用Boost升压电路对输入电压升压,使逆变之前的电压维持在40V以上,使电压和负载调整率大大提高了;采用恒压恒流的形式对蓄电池进行充电;电路具有过流保护,电池欠压报警及保护等功能。     

用于脉冲叠加器的LLC谐振充电源的研究

为了更好地满足串联磁芯结构的脉冲叠加器充电需求,设计了一款结构紧凑、开关频率较高的全桥LLC变换器充电源,并提出附加平衡绕组的方法,解决了每级储能电容充电电压幅值不一致的问题。在对变换器的结构设计、工作过程、参数设计进行了阐述分析后,搭建了10级脉冲叠加器及谐振变换器充电源实验平台。实验表明:该充电源在开关频率100 kHz时实现了软开关功能;使用附加平衡绕组的方法能够有效提高每级电容充电电压的一致性;通过调节变换器充电源的充电电压,脉冲叠加器能稳定输出幅值8 kV、脉冲宽度2μs、频率10 kHz的高压脉冲,满足脉冲叠加器的充电需求。     

采用移相控制的具有软开关能力的交错图腾杆无桥Boost PFC变换器

该文提出了一种具有软开关能力的图腾杆式无桥交错Boost功率因数校正器(power factor correction, PFC).与传统的交错图腾杆无桥升压PFC变换器相比,在2个PFC变换器单元之间增加了一个电感,利用增加电感的能量,使所有开关实现零电压开关.此外,通过在2个PFC变换器单元之间应用移相控制,使得变换器可以将所加电感上的电流大小控制为一个最优值.因此,该变换器可以实现零电压工作,同时最大限度地降低附加电感的导通损耗和铁心损耗.通过Matlab Simulink仿真的结果表明：该变换器可以达到较高的效率,验证了该变换器的可行性.