高边有源钳位反激式UPS充电器的研究设计①

以UPS充电器为研究对象,分析几种拓扑结构的特点,提出高边有源钳位反激变换器。针对反激变换器效率低,开关管电压应力大的问题,通过对有源钳位反激变换器的等效分析,建立了控制系统模型并设计主电路参数,进而研制出样机验证设计准确性.试验表明有源钳位反激变换器不但提高了电源效率,而且开关管实现零电压开关。     

基于NCP1351B的双管反激变换器设计

为了满足不同工作电压等级的需求,设计了一款基于NCP1351B芯片的高输入、多输出的双管反激式变换器.采用变频控制策略,根据负载变化调节开关频率可有效降低开关损耗.建立基于变频调制的多路输出反激变换器模型,分析双管反激电路的工作原理,在建立小信号模型的基础上给出补偿网络参数的设计方法,并运用MATLAB仿真验证系统的稳定性.通过制作一台多输出反激变换器实验样机进行验证测试,结果表明该设计是正确且有效的.     

有源箝位ZVS正激变换器的分析研究

对有源箝位正激变换器的电路拓扑、运行模式、参数设计等问题进行了分析和研究,说明该电路拓扑能有效降低主开关管电压应力,实现零电压开关,还可实现变压器铁芯的磁复位.     

高频软开关逆变器的控制分析

在50kHz交叉联正激直流环节软开关逆变器工作频率难以提高的基础上，研究了kHz并联正激直流环节软开关逆变器新的控制方案，直流变换器改为20个200kHz正激变换器并联工作，通过一定的控制形成200kHz的直流脉冲电压，逆变器以100kHz的采样频率有限单极性控制，仿真结果表明该控制方案可行，功率管的开关频率提高，开关损耗下降，该方案有助于减小变换器的成本，体积和重量，改善变换器输出特性。     

用于燃料电池电动汽车的双单端正激变换器

由于燃料电池的输出特性比较软,难以直接与电动汽车的电机驱动器相匹配,必须采用DC/DC变换器来改善其输出特性.采用正激变换器必须要有磁复位电路才能正常工作.单管正激变换器由于输出功率不大、效率不高,不能满足电动汽车对DC/DC变换器大功率输出的要求,而双单端正激变换器则能够从质量、效率、体积和可靠性等方面满足燃料电池电动汽车对DC/DC变换器的要求,是合适的DC/DC变换器主电路方案.据此分析比较了正激变换器的4种磁复位技术,在此基础上,详细分析了双单端正激变换器的工作原理和独特优点,并对双单端正激变换器在燃料电池电动汽车中应用的可行性及相应的控制方案进行了研究.     

基于LLC与交错并联结构的PFC电路研究

针对高频开关电源,设计一种基于Boost结构的功率因数校正(PFC)电路.前级采用交错并联的Boost结构,利用平均电流控制策略,实现输入侧的功率因数校正;后级采用半桥LLC谐振变换电路进行功率级变换,以实现电力电子器件软开关控制,从而降低系统开关损耗.通过电路系统建模仿真,表明输入电流能较好的跟随输入电压,半桥LLC谐振变换电路在原边实现了零电压开通(ZVS)、副边实现了零电流关断(ZCS),达到了优化电能质量及降低电能损耗的设计目标.     

双管正激变换器的输入输出线性化控制研究

针对传统双管正激变换器采用电压型PI控制策略时其动态响应速度较慢的问题,基于输入输出线性化方法,采用了一种新颖的非线性控制算法来改善其动态响应速度。该算法是在变换器的状态空间模型基础上建立其单输入单输出仿射非线性系统模型,采用输入输出线性化方法,通过适当的非线性坐标变换与状态反馈来推导出新的控制归律,由此得出电感电流与输出电容电压的解耦控制算法。用PSIM软件对得到的控制算法进行仿真,并通过搭建一台功率为250 W的实验装置对控制效果进行研究。结果表明,基于输入输出线性化控制的双管正激变换器具有更快的动态响应速度与较强的鲁棒性。     

准周期积分函数控制在双管正激变换器中的应用

总结了准周期积分函数的特点,并对其存在的问题加以改进.通过前馈补偿抑制负载扰动对输出电压产生的波动.把带前馈补偿的准周期积分函数控制应用在双管正激变换器中,分析其工作原理.通过仿真验证了该控制策略的有效性和可行性.     

一种低交叉调整率的多路输出正激变换器设计方法

多路输出正激变换器结构简单,可靠性高,应用广泛,但是存在交叉调整率问题,为了从根本上改善多路输出正激变换器的交叉调整率问题,提出了一种目标平均电流控制策略.通过ARM-STM32(嵌入式单片机,Acorn RISC Machine-STMicroelectronics 32)采样各路输出端的实时电压和实时电流,得到实时负载,结合期望输出电压算出目标平均电流,根据目标平均电流和多路输出正激变换器的硬件参数计算出主路开关管和每一路副边整流开关管的导通时间,由程序自动控制各开关管的导通时间来实现各输出路的输出平均电流等于目标平均电流.实验结果表明,采用输出平均电流控制的多路输出正激变换器具有小于1.6％的交叉调整率,由该策略控制的多路输出正激变换器不仅可以实现低交叉调整率,而且具有较高的电压精度.     

一种准谐振反激式本安二次电源的设计

为了提高矿用电源的效率,保证电源的安全性,研究并设计了一种准谐振反激式二次本安电源。基于实现软开关技术的要求,在对准谐振反激变换器工作原理进行分析的基础上,根据最大输出短路释放能量和最大输出纹波电压,计算出了输出滤波电容的取值范围;并由本安型准谐振反激变换器的设计方法,确定了电源主电路的参数。最后通过实验验证了理论的正确性及有效性。