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.     

Boost型ZVT-APFC电路的实验研究

零电压转换(ZVT)变换器是一种性能优良的软开关电路，与一般的零电压准谐振电路相比，其功率开关管的谐振电压应力较小。对Boost型的ZVT软开关电路及其改进型电路进行了比较，推导出工作过程的各种状态，并设计了应用UC3855 APFC的控制芯片的ZVT单相整流电源，给出了仿真、实验结果和主要参数的设计。实验表明，该电源具有损耗低、效率高、开关噪音小等优点。     

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。     

顺时电流法的单相光伏并网发电系统

针对普通单相两级式光伏并网发电系统中工频变压器体积庞大的缺点,采用交错并联双管正激变换器实现了DC—DC变换的高频化。利用电导增量法实现最大功率点跟踪,减少了整机的体积,增强了系统的可靠性。逆变器控制采用瞬时电感电流和输出电流的反馈达到了输出的单位功率因数。仿真和实验结果表明,该系统能够实现最大功率点跟踪和有效并网发电,整机效率达95．6％。     

双管正激变换器的电荷平衡控制算法

为改善双管正激变换器的动态性能,利用电容电荷平衡控制原理,结合双管正激变换器在瞬态过程中的动态响应曲线,分析了如何通过控制输出电容的充电电荷和放电电荷平衡,给出了算法的理论分析和关键公式,以缩短输出电压的调节时间,减少超调量.为避免隔离变压器磁饱和,采用一种近似计算的方法解决了占空比控制信号受限的问题,扩展了电荷平衡控制算法的应用范围.最后通过所研制的实验样机进行了仿真验证和实验研究,理论分析和实验结果表明,该算法能明显地改善系统的动态响应性能.     

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．     

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.     

单端反激变换器分析及仿真

在开关电源中对于高电压、小功率(电压不大于5000v,功率小于15瓦)的场合,反激变换器拓扑以不需要输出滤波电感、体积小、成本低的优点得到广泛应用。本文采用固定频率电流模式PWM控制器UC3842设计了在电流连续模式下的单端反激变换器并通过电压、电流双闭环反馈使反馈精度高输出更稳定。同时通过仿真软件saber进行了仿真验证。     

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.     

基于双RCD箝位电路和饱和电抗器的多输出开关电源研究

针对传统多输出开关变换器最大可调占空比小及辅助输出精度和效率低等方面的不足,提出一种基于双RCD和饱和电抗器的双管正激变换器控制方案。该方案中,双RCD箝位电路可有效提升变换器主输出的最大可调占空比至0.75左右;以饱和电抗器为核心的闭环控制电路可实现辅助输出的精度和效率双提升。     

一种基于负载电压换流的新型ZCS-PFM变换器

为实现一种结构简单,高效、高频、低电压应力,控制简单的软开关升压变换器,提出一种零电流软开关脉冲频率调制(pulse frequency modulation,PFM)变换器,并以其在boost变换器的应用为例分析了其工作原理、软开关实现条件以及该电路的设计方法.仿真和实验结果表明:该变换器在较宽的输出电压、输入电压、...     

基于交错并联Boost PFC的整流器设计

设计一种基于交错并联技术的5 kW整流器。主电路由两个参数相同的Boost变换器并联而成,同时该电路的两个开关管的驱动信号相差180°,从而使得两个Boost电路工作在交错状态。控制方式采用电压外环和电流内环的双闭环控制策略,并采用TI公司的控制芯片UCC28070来实现。为了验证所提电路的可行性,搭建了一个5 kW的实验样机。实验结果表明,该电路降低了开关器件的损耗,抑制了电流谐波,提高了系统的效率,且输入电流能够很好地跟踪输入电压波形,功率因数校正效果好。