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。     

大功率下特殊直流变换器的软开关仿真研究

现如今,高电压输入的DC-DC直流变换器在开关电源中得到越来越广泛的应用,要求其输入的高电压与输出的高精度。本文研究了一种基于交错并联双管正激变换器的零电压转换(ZVT)软开关技术,并应用于总电路中实现开关管的软开关。最后,应用MATLAB仿真软件对零电压转换的交错并联双管正激变换器进行了仿真实验,在仿真中不断优化电路参数,并对仿真结果进行了分析。     

可实时调整刺激参数的功能性电刺激仪的研制

基于STM32微处理器设计并实现了可实时调整刺激强度的功能性电刺激仪.通过上位机设定刺激参数值;通过数字电位器或DAC转换器控制恒压源的电压实现设定的恒流输出;通过改变H桥开关管的导通时间控制脉冲的频率和脉宽实现设定的频率和脉宽,分别进行电阻和人体实验测试.结果表明,功能性电刺激器的电流幅度、频率和脉冲宽度分别在0～50 mA, 0～100 Hz和0～1 000μs范围内连续可调.该电刺激仪可以实时调整刺激参数,为闭环FES的应用提供基础.     

反激变换器次级谐振反射的研究

阐述了反激变换器次级谐振的来源以及对开关管的影响,给出了高压输出整流二极管串联均压电容的选取原则.实验表明：次级漏感与次级电容会形成LC谐振,如果次级漏感及电容取值不合适,则次级谐振的能量会通过变压器耦合回初级,导致开关管出现负向电流及电压尖峰.次级均压电容的选择应该保证均压效果良好的情况下越小越好.     

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.     

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。     

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.     

基于节能变频稳压电源的研究

利用TL494芯片控制开关稳压电源的导通和截止,通过控制输出的有效脉冲宽度变化,控制效率开关管导通时间及频率变化.实现主、次电源输出电压的稳定和最大带载功率200 W、节能30％,并具有开关稳压电源的过流与过压保护功能.     

电动汽车车载充电器辅助电源的高效设计

为了满足电动汽车车载充电器系统辅助电源要实现宽范围电压输入和多路隔离输出的实际需求,选择单端反激式多路输出作为辅助电源主电路拓扑,详细介绍了其主电路中高频变压器、RCD电路和输出电容设计步骤及参数确定依据.控制系统采用电压外环和电流内环相结合的控制方案,其中电流内环采用峰值电流控制,基于Iw1691控制芯片将自适应多模式控制和谷值开关控制相结合,减少开关管开关损耗,实现系统的高效运行.最后,通过系统仿真测试和样机测试证实设计方案的合理有效性.     

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。     

幅度-脉宽调制式功率变换电路及其显示系统

本文提出了幅度-脉宽调制原理的功率变换电路.锯齿波信号u_s加到比较器的反相输入端;与被测负载电流瞬时值成比例的信号u_i加到比较器的同相输入端.两信号在运放内进行调制,使其输出脉冲的吝个间隔分别决定于被测电流各瞬时值的大小.此输出脉冲加到积分-断流单元晶体开关管的基极.晶体开关管的集电极与发射极间的电压取决于电网电压.这样,积分-断流单元输出直流信号的平均值就与被测电路的功率成正比.文中对此种功率变换电路的误差进行了理论分析和数学推导. 文章还扼要介绍了双积分型A/D转换器及LED显示系统.     

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.     

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     

一种高精度双环反馈的新型过流保护电路

采用环路开关进行电路控制,与传统过流保护电路相比,可控电流源形成的输入偏置电压使其具有更好的鲁棒性,从而保证过流保护电路的精度.同时,三极管动态输出阻抗构成的开关能够让输出电压在轻重负载切换时具有自恢复能力.仿真结果表明,启动过流保护电路的电流阈值误差被控制在10%以内,有效提高了过流保护电路的精度,实现了输出电压的自恢复功能.     

一种新的电压高转换率的升压变流器

提出了一种新的具有高输入-输出电压转换率的升压变流器,该变流器含有两个升压电感和两个开关管,并采用一个耦合两个升压电感电流通道的辅助变压器,通过恒频控制可在较宽的负载范围和输入电压范围内实现对维持输出电压的调节。由一个1kW的实验原型电路证实了该变流器的性能。     

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。     

风力发电系统中直流辅助电源的设计与仿真

为了满足风力发电系统中各监测单元模块对供电系统的需求,设计了一款多输出直流(direct current, DC)辅助开关电源。根据辅助电源参数的具体要求,理论分析并设计了DC-DC高频反激变压器;选用稳压管TL431、光电耦合器PC817以及UC2842控制芯片,实现对输出电压的采集、输入电流的采样以及功率MOS(metal, oxide, semiconductor)管的驱动;搭建了一款输出电压为5、15、24 V的多输出双闭环控制的反激开关电源电路,并利用Saber软件对设计的直流辅助开关电源电路进行了仿真。仿真结果表明:设计的多输出直流辅助开关电源的输出电压、占空比以及开关频率符合设计要求,其值均在设计要求精度的10%以内。可见设计辅助电源电路中所采用的方法简单有效,且电路各元器件参数值的选取合理,其方法和结果可在后续直流辅助电源系统电路的硬件开发中为各元器件参数的优化提供参考依据。     

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%。     

恒频PWM型零电流开关准谐振变流器

对传统的零电流开关准谐振变流器电路加以改进 ,通过引入辅助开关 ,使准谐振变流器工作在恒频PWM方式下。改进后的变流器 ,其滤波电路及高频变压器的体积明显减少 ,开关功率管及二极管的工作条件 ,以及变流器的负载调整特性等均得到明显的改善。对变流器的工作原理、输出特性、电路参数设计等给出了详细的介绍 ,一台 15 0kHz、 2 5V 75W变流器的电路实验证实了改进后变流器所具有的优点。     

单开关Cuk型三相功率因数校正电路设计

提出一种基于Cuk型的三相功率因数校正电路．该电路采用单开关和三相整流桥实现高功率因数和低谐波电流输入,同时在后级Cuk变换器中采用小容量的过渡电容,使得开关工作在零电流开通和零电压分断．分析了电路的工作原理,并通过仿真和试验验证了分析的正确性．本电路输出电压调节范围宽,对负载有很好的鲁棒性。