半桥型LLC谐振变换器的分析与设计

介绍了半桥型LLC谐振变换器的诸多优点,详细分析了其工作过程,推导出其交流和直流传递函数,并给出了半桥型LLC谐振变换器主要参数的设计方法,实验验证了本设计的可行性和有效性。     

基于预测控制的LLC变换器谐振频率自动跟踪技术

LLC谐振变换器在工作时,谐振元器件参数可能会出现波动,影响LLC谐振变换器的电压增益特性。在定频占空比控制方式下,上述现象造成LLC谐振变换器的设计谐振频率与开关频率不一致,同时降低LLC谐振变换器的效率。针对这一问题,本文提出一种基于预测控制的LLC谐振频率追踪控制方法,此控制方法克服了不能在轻载条件下跟踪谐振频率的问题,不仅能够有效抵抗谐振元件参数变化的扰动,而且具有算法简单和采样环节简便易于实现的优点。最后给出MATLAB仿真结果,验证了所提方法的可行性。     

一种三相整流器的自然切换电流峰值控制策略

给出了T型三电平整流器的直流侧电压与交流侧电流的自然开关轨迹.基于该轨迹,将直接功率控制理论与自然开关轨迹理论结合,给出了自然切换控制方法.在该控制方法下,负载扰动时,输出电流超调严重,系统动态过程不平滑.针对该现象,依据直流变换器中电流峰值控制的思想,提出了适用于自然切换控制方法的电流峰值控制策略,即在原有自然开关轨迹上增加第三运行轨迹,对输出电流直接限幅控制,使得系统动态过程更为平滑.并在Matlab 2019a仿真环境中进行了验证.     

一组基于可控开关电容的高频谐振功率变换器

变频控制是谐振功率变换器常用的调控手段,但是宽范围变化的工作频率会降低磁性元器件的性能且增加设计复杂性.文中提出一组基于可控开关电容(SCC)控制的谐振功率变换器,通过改变谐振回路的等效电容可以在恒定工作频率下完成谐振变换器的输出调控.对各种不同SCC拓扑进行了分析比较,论证了所提出SCC结构的优越性.然后枚举了SCC结构在二阶和三阶谐振变换器中的应用,并详细分析了一种基于半桥移相控制的SCC-LCL-T型谐振变换器的工作特性.最后,通过仿真和实验验证了所提出的SCC结构应用于谐振变换器拓扑的有效性和可行性.     

LLC谐振变换器的谐振模式原理及最大增益分析

LLC谐振变换器具有高效率功率变换和宽范围输入电压适应性的突出优势,但是关于变换器最大增益的研究还存在明显不足.为此,以LLC谐振变换器的最大增益为研究对象,根据串并联谐振的进行过程对变换器的谐振模式进行了划分,即变换器可分为欠谐振、完全谐振和过谐振3种谐振模式.当变换器工作在完全谐振模式时,变换器增益达到最大值,对应的开关频率称为临界频率.最后,通过建立变换器状态方程推导得到最大增益和临界频率的时域表达式,并结合仿真和实验验证了理论分析的准确性.     

负载谐振式臭氧电源的微分-差分方程模型

为描述介质阻挡放电型臭氧发生器电路的实际工作过程,在分析一种移相全桥脉宽调制下串联负载谐振电源供电的臭氧发生器电路的基础上,提出了采用微分-差分方程来描述电路的工作过程,并给出了电路可能的工作轨迹.通过实验验证了用微分-差分方程来描述DBD电路的正确性.该方法不仅能描述电路的稳态工作而且能描述电路的动态工作过程.     

一种带输出谐振倍压的双电感隔离型Boost变换器

传统的燃料电池发电系统用DC/DC变换器拓扑主要是隔离型Boost变换器,其效率、增益和输入电流纹波都有一定瓶颈.为此,提出了一种新颖的带输出谐振倍压的双电感隔离型Boost变换器,变换器的输入侧采用双电感结构,输出侧采用谐振倍压结构实现了整流二极管的零电流关断.相比于传统的隔离型Boost变换器,所提出的拓扑的具有更小的输入电流纹波,同时变换器增益提高了1倍.给出了变换器的工作原理波形并进行了详细的模态分析,在此基础上完成了变换器的增益特性和输入电流纹波分析并给出了一种可行的变换器设计方法.最后研制了1台500 W的样机,满载效率为96.5%,样机实验结果验证了所提出拓扑的可行性和高效率功率变换的优点.     

一种适用于油气管线阴极防腐的新型功率变换器

提出了一种适用于油气集输管线阴极防腐保护的新型功率变换器。讨论了该变换器的电路拓扑及工作原理，通过规范化状态轨迹图，对其工作过程进行了定量分析，得出了有关的设计与计算公式，并结合其工作特点给出了一种独特的控制方法。基于此变换器所研制的用于阴极保护的恒电位仪，具有输出容量大、纹波幅度小和可靠性高等特点。     

一种适用于油气管线阴极防腐的新型功率变换器

提出了一种适用于油气集输管线阴极防腐保护的新型功率变换器。讨论了该变换器的电路拓扑及工作原理，通过规范化状态轨迹图，对其工作过程进行了定量分析，得出了有关的设计与计算公式，并结合其工作特点给出了一种独特的控制方法。基于此变换器所研制的用于阴极保护的恒电位仪，具有输出容量大、纹波幅度小和可靠性高等特点。     

基于开关布尔矩阵的高阶谐振开关电容变换器潜电路分析

针对谐振开关电容变换器输出特性异常现象,以四阶谐振开关电容变换器为例,给出了应用电力电子变换器的开关布尔矩阵分析方法,分析高阶谐振开关电容变换器拓扑潜在电流路径的详细方法,为形成系统化的复杂电力电子变换器潜电路分析技术提供了依据。     

一种用于X射线测厚仪的高压直流电源

研制了一种用于X射线测厚仪的高压直流电源.电源主要由两部分构成,第一部分为高频AC/DC变换单元,设计实现过流、过压保护和输出电压调节的功能;第二部分为高频DC/DC变换单元,主要由全桥串联谐振变换器组成,控制其输出准正弦波电压,经高频升压变压器馈入到倍压整流电路得到直流高压,采用谐振变换器可以实现软开关控制,同时准正弦波相比于方波其含有的谐波成分少,可以改善由于电路分布参数引起的谐振过电压造成的高压打火问题.两部分都引入高频变换,可以减小装置体积并降低输出直流电压的纹波系数,最后给出了设计实例以及相应的测试结果.     

电压箝位ZVS推挽三电平直流变换器

为解决推挽变换器中存在的开关管电压应力高,难以实现软开关,关断时会导致整流二极管产生很高的电压尖峰等问题,提出了一种电压箝位零电压开关推挽三电平变换器.对该变换器采用移相控制可使得超前管依靠滤波电感的能量、滞后管利用谐振电感的能量实现零电压开关,同时加入的箝位电路可使输出整流二极管后的电压尖峰得到消除,改善了输出整流二极管的工作条件.由于加入了谐振电感造成副边有一定的占空比丢失,给出了计算公式.最后分别给出了开关管实现零电压开关的实验波形及变换器效率曲线.     

一类新的准谐振变换器

用一种新的恒频周期谐振开关代替脉宽调制开关变换器中的开关单元可得到一类新的准谐振变换器：恒频工作的周期准谐振变换器。该类变换器工作过程简单，分析设计容易，负载特性良好，并且克服了传统ＱＲＣ可控范围极有限的缺点。与调频工作周期准谐振变换器相比，新的ＣＦ－ＣＱＲＣ因恒频工作而具有更好的控制性能，使优化设计成为可能。     

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.     

基于SiC MOSFET的谐振软开关等离子体电源

利用SiC MOSFET能简化电路拓扑、提高电源的功率密度和效率.为推动大功率等离子体电源的升级换代,提出了一种采用新型SiC功率器件的全桥谐振变换器.该谐振变换器的主电路采用LLC Zero Voltage Switching(ZVS)拓扑结构,可将谐振换流频率范围增大至260～310 kHz.设计的高频高压全桥LLC ZVS谐振变换器样机的额定输出功率为8 kW,输出电压为270 V.对所研制的8 kW级SiC MOSFET全桥LLC ZVS谐振变换器样机的驱动性能、换流过程、温升以及效率进行了测试,结果表明,研制的谐振软开关等离子体电源性能优良,工作稳定可靠,效率和功率密度均优于使用传统Si MOSFET的LLC谐振变换器.     

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     

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。     

高压谐振型DC-DC变换器的调压调频控制方案

为解决高压开关电源高频化过程遇到的变压器分布参数对性能影响的问题 ,采用谐振变换器技术方案 ,通过调整回路参数 ,使变换器工作在谐振状态 ,减少了系统的损耗。建立了包含 Buck变换器、谐振变换器、高压变压器和倍压整流器的直流高压开关电源系统仿真模型。通过仿真 ,分析了谐振变换器工作过程 ,研究了主回路电气参数对谐振变换器的影响。仿真说明谐振变换器工作在感性状态开关损耗较小。实验结果验证了仿真分析的正确性。     

全桥LLC变换器小信号模型分析及动态补偿器设计

LLC谐振变换器具有高效率高功率密度的优点,按照调频方式控制的LLC变换器增益特性具有明显的非线性特点,采用传统的比例积分补偿器控制的LLC谐振变换器存在因输入电压宽范围变化输出电压跌落较多,抗负载扰动响应慢的缺点.本文基于等效电路模型建立全桥LLC谐振变换器的模块化小信号建模型,推导出频率和输出电压之间的传递函数,分...     

非接触电能传输系统双模控制式交直交变换器

针对传统非接触电能传输系统中初级回路主电路的不足,提出了一种可工作于Buck和Boost2种控制模式的新型交直交变换器,该变换器不仅有效地解决了传统非接触电能传输系统中大容量滤波电容和DC/DC调压环节所引起的电流冲击、成本高、控制复杂等问题,而且通过2种模式的切换和其对应的开关管占空比的调节可实现输入电压大范围波动时的谐振电流恒幅控制。分析了该变换器的拓扑结构和工作原理,阐述了变换器在2种模式下的切换控制策略,并给出了仿真验证结果。