基于E类放大器的新型无线电能传输控制策略

E类放大器是磁共振无线电能传输(wireless power transmission,WPT)系统中常用的高频电源,其开关效率是评价WPT系统整体性能的关键指标.针对E类放大器中开关器件的效率和电压应力与负载的紧耦合关系导致其输出效率的不稳定,根据锂离子电池的充电特性和E类放大器的输出效率特性,选用合理的谐振补偿网络结构,提出了一种通过电容和电感阵列实现E类放大器零电压开关状态的主动控制策略.结果表明:在20 cm气隙条件下实现了功率输出为1.1 kW、逆变部分效率高于95％以上的WPT系统实验,大大提高了采用E类放大器的WPT系统的稳定性,验证了所提出控制策略的有效性.     

应用WSN技术的LED驱动电路设计

本文针对城市路灯控制系统现状、节能环保的要求及温度对LED寿命的影响,提出无线组网、单点控制的解决方案。采用无线传感器网络(WSN)技术的道路照明控制系统由LED驱动电路、路由节点、网关节点和主控计算机组成,采用CC2430芯片作为主控制器,配合DS18B20温度传感器组成温度负反馈控制系统,应用PWM技术控制LED的亮度,分别使用汇聚树(CTP)协议和分发协议实现LED及其驱动电路状态信息的采集和驱动电路控制,实现了LED温度的无线采集、开关控制和根据LED表面温度自动控制驱动功率的功能。     

零电流过渡(ZCT)功率变换电路控制方式的讨论

零电流过渡(ZCT)功率变换电路,主功率开关虽然为零电流关断,但其开通却工作在硬开关条件下.同样,辅助开关导通为零电流,但关断为硬关断.通过改进控制方式,可以使这两个功率开关的导通和关断都工作在软开关条件下,从而可以进一步提高开关频率,达到增加功率密度的目的.     

太阳能光伏照明系统中功率LED驱动电路的研究

随着LED技术的不断进步,LED照明将成为未来主流照明技术.功率LED的驱动电潺为恒定电流源.在研究现有功率LED驱动电路拓扑结构的基础上,提出了一种改进的电流可调的开关变换器的功率LED驱动电路,仿真和实验证实提出的电路具有电流可调,运行稳定,效率高.     

基于E类放大器的无线电能传输系统的参数设计与仿真

研究了基于E类放大器的无线电能传输系统。着重分析了E类放大器的工作原理、系统的各功能组成部分;并基于RAAB条件给出了电路关键参数的设计方法,实现了E类放大器开关管的ZVS和ZDS。最后,通过Saber仿真软件建立了系统的耦合传输电路模型,并对系统参数进行了电路仿真。仿真结果表明,理论设计参数很好地符合了仿真结果。     

改进型直流侧有源电力滤波器参数设计及仿真

针对直流侧串联型有源电力滤波器(active power filter,APF)输出不可调压和控制电路较复杂的特性,提出一种输出可调压的改进型直流侧串联型APF拓扑。从理论上分析了改进型直流侧串联型APF电路拓扑和基本工作原理,根据电路功率因数预调节原理,给出了主电路参数设计方法。利用零极点配置法对电压环和电流环进行了设计。同时主电路功率开关采用同频率控制,进一步简化控制电路。与并联型APF相比,该拓扑简化了主电路结构,进一步减少有源开关的数量,具有输入电流谐波低、功率因数高、输出电压调节范围宽、成本低等优点。仿真结果证明了所提出拓扑的正确性和可靠性。     

电动车LLC谐振充电电源系统

研制了一种电动车LLC谐振充电电源系统.该系统以STM32为控制核心,采用数字化脉冲频率调制(PFM)控制,选取满足电动车铅酸蓄电池充电电源要求的LLC谐振主电路拓扑和4阶段+正负脉冲充电方案.试验结果表明:该电源系统能够全程实现LLC谐振主电路的软开关状态,LLC谐振主电路始终工作于原边MOSFET功率开关管零电压开通和副边整流二极管零电流关断软开关状态,提高了电源转换效率;结合电池充电曲线并使用4阶段+正负脉冲充电方式,可以减少过充电及析气极化现象,保护电池,提高充电速度.     

负载网络参数对E类放大器输出电压的影响

在任意Q值和任意占空比D情况下对E类开关模调谐功率放大器进行了分析,根据谐振回路中电容值的大小,导出了放大器的工作方程,并用拉普拉斯方法,对放大器电路方程进行了求解。结果显示,当放大器的负载网络取不同参数值时,分别得到高Q值的正弦输出电压和低Q值的非正弦输出电压。在最佳工作条件下,给出了集电极电流和集电极——发射极电压波形。     

基于可变电感的谐振式多路均流LED驱动器

为了解决现有LED驱动器采用变频控制实现后级的调光EMI高、脉宽调制(PWM)控制电路结构复杂,引入LLCC,LCLC等高阶谐振拓扑实现恒流输出系统体积大,成本高且功率密度低等问题,提出了一种基于可变电感的谐振式多路均流LED驱动器。采用可变电感(VI)代替固定电感值的方法,改变谐振频率实现调光及后级控制;引入谐振实现各开关管零电压开关(zero voltage switching,ZVS);将谐振电容用于各路均流以简化驱动器系统结构。根据LED驱动电路理论分析和仿真,设计制作了11 W实验样机,实现了4路LED均流调光。研究结果表明多路LED驱动电路改善了驱动器的均流和变频调光性能,提高了驱动器的功率密度和使用寿命,适合在手术照明和家庭照明中应用。     

LED可见光通信系统驱动电路的设计

可见光通信是一种新型的无线通信技术,利用LED实现照明和信号的无线传输,而LED驱动电路对可见光通信系统具有重要作用,影响光源的发光效率和信号的传输距离。通过对LED驱动原理的分析,设计了基于直流驱动和交流驱动的LED可见光通信系统的驱动电路。结果表明,设计的驱动电路可以有效进行信号的无线传输,实现了无线通信和照明功能。     

一种微波感应LED照明控制系统的设计

针对当前LED照明控制灵活性不足的现状,设计了一种基于微波感应的LED照明控制系统,其感应距离等工作参数可根据实际使用需要通过无线远程设置。介绍该系统的整体硬件构成及其工作原理,系统由设置端、LED照明控制器及LED照明灯具等构成,设置端和LED照明控制器之间利用无线通信完成参数设置。给出并分析主要的功能电路,包括电源电路、微波传感器、LED驱动控制电路、无线射频模块及单片机等;阐述控制软件的设计要点和思路,并且通过实验验证了系统的有效性。     

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。     

全桥LLC串联谐振X光机高压直流电源

针对X光机电源的全桥移相拓扑结构存在占空比丢失问题,提出一种全桥LLC串联谐振变换器与单相双向对称倍压整流电路相结合的高频高压X光机电源。在主电路中,采用全桥LLC串联谐振、高压变压器、单相双向对称倍压整流电路;从理论上分析了零电压软开关工作条件,建立主电路基波等效(fundamental harmonic approximation,FHA)模型,并对主电路的参数进行设计。仿真结果表明：输出电压可以在40～120 kV内连续可调,不存在占空比丢失;输出电压上升时间短、纹波小。证明了所提出拓扑的正确性和可靠性。     

集电极电流下降时间对E类放大器的影响

E类调谐功率放大器的理想模型是集电极电流下降时间为零,笔者在集电极电流下降时间不为零的情况下对E类放大器进行了分析;在最佳工作状态下,确定了放大器的集电极电流和集电极-发射极电压波形、晶体管的瞬间能量损失、集电极效率和负载网络参数.     

E类调谐功率放大器的功率合成

通过功率合成器将Ｅ类放大器的输出功率叠加起来,作为高效的大功率ＲＦ发射机的功率输出源;对Ｅ类放大器的工作特性和同相功率合成网络的隔离、合成特性进行了分析,在最佳工作条件下,导出了集电极电流、集电极 -发射极电压波形和负载网络参数;给出了千瓦级同相功率合成实用电路,为ＲＦ发射机的设计提供了参考依据。     

磁谐振无线输电系统E类逆变电路分析

E类逆变电路作为磁谐振无线输电系统的高频功率电源,其效率是评价系统性能的重要指标.以基于E类逆变的磁谐振无线输电系统为研究对象,在分析E类逆变电路理想工作条件的基础上,采用SIMetrix/SIMPLIS仿真可知当系统接收线圈回路处于谐振状态且负载电阻接近于最优值时,系统整体效率高达95％;而当系统接收线圈回路失谐时对于最优负载电阻,仍能容许回路阻抗角在-30°～40°内变化取得90％以上的效率.基于以上结果,提出一种DC/DC变换器作为接收整流侧后端阻抗变换网络的改进方案,调整反射电阻跟随最优负载电阻,实现E类逆变电路零电压开通使得磁谐振无线输电系统保持90％以上的整体效率,并在E类逆变电路中增加空载断电环节改进系统空载损耗较大的不足.     

基于E类功率放大器的非接触感应耦合电能传输系统

为了提高非接触感应耦合电能传输系统的可靠性,提出了一种基于E类功率放大器的拓扑结构.将发射线圈和接收线圈的耦合电感进行等效变换,把发射线圈的漏感作为E类功率放大器谐振单元,把励磁电感作为折算后负载电阻的匹配电感.在电能非接触传输的同时实现了阻抗变换,把等效负载电阻限制在一定的范围内.提出的拓扑结构简单,无需额外的补偿网络.并且负载电阻变化时,均能满足E类功率放大器的零电压软开关条件.仿真和实验结果验证了新拓扑结构电路的可行性.     

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.     

一种新型ZVT PWM Buck变换器仿真研究

介绍了一种新型零电压转换(Zero Voltage Transition,简称ZVT)脉宽调制(Pulse Width Modulated,简称PWM)Buck变换器,该Buck变换器能在整个周期范围内实现主开关管的零电压开关(ZVS)、辅助开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源功率器件的零电压开关(ZVS);相对于硬开关Buck变换器,该新型Buck变换器的主开关和辅助开关的电压电流应力都很小.详细分析了该变换器的工作原理,并通过仿真验证了该电路的可行性.     

采用CMOS E类放大器实现功率控制的方法

针对手持式无线通信产品对低成本、高效率收发机的需求,提出了一种将并联放大结构和放大器电源漏端调制相结合的功率控制方法。结合射频E类功率放大器的结构特点,采用CMOS工艺,达到了在大的输出功率范围内保持持续稳定高效率的目的。在设计中采用1/4波长传输线实现了大范围的功率联合与控制,而小范围的输出功率调节则通过改变E类功放的漏端电源电压完成。仿真结果表明:理想情况下当输出功率在140~700 mW范围内变化时,联合放大器的功率增加效率均可保持在41%以上,最高可以达到47.9%。