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。     

一种双零电压开关脉宽调制式正向变流器

提出了一种隔离直流一直流变流器,此变流器由两个零电压开关脉宽调制式(PWM)正向变流器串联并与一个高频变压器耦合而成。此变流器的特点是从空载到满载运行时无开关损耗,且导通损耗也较低,它适用于高输入电压和大功率的应用场合。阐述了变流器的工作原理、理论分析和设计举例,并用一个实验原型验证了理论推断。     

全桥DC-DC变换器中SiC器件损耗分析

目前以碳化硅(SiC)MOSFET为代表的第三代宽禁带半导体有着高工作频率、低开关损耗、耐热性高等优点,可以有效的降低DC/DC变换器的整体损耗,提升电能转换效率。在以金属氧化物半导体场效晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)作为开关器件的全桥DC-DC变换器中,软开关技术的使用虽然会导致循环电流和较大的电流纹波,产生额外的损耗,但一般该损耗远低于开关损耗,可以有效降低变换器整体损耗。但对于SiC MOSFET全桥DC-DC变换器,碳化硅器件的开关损耗很低,可能会低于软开关技术的额外损耗,因此软开关技术在SiC MOSFET中的有效性面临挑战。本文采用英飞凌官方提供的型号为IMZA120R014M1H的SiC MOSFET的PLECS热仿真模型,对其在全桥DC-DC变换器中的软开关和硬开关损耗进行了全面的仿真实验和分析,以探究软开关技术在SiC MOSFET全桥DC-DC变换器中的有效性,同时提供一种变换器开关损耗和总体损耗研究的方法。实验结果表明,在100kHz的SiC MOSFET主流工作频率下,软开关开关损耗和总体损耗仍旧远低于硬开关,软开关技术在基于SiC器件的全桥DC-DC变换器中仍旧具有重要的作用和意义。     

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     

适用于PWM DC/DC变换器的无源无损缓冲电路

文章研究了适用于PWM DC/DC变换器的无源无损缓冲电路单元,仅通过在变换器中附加一些无源元件实现了开关管的零电流导通和零电压关断,并将缓冲元件的能量回馈给变换器的输入输出端,达到了无损的效果。该缓冲电路单元结构简单,控制方便,并能在软开关的情况下保持开关管的最小电压应力。     

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。     

一种改善PWM电流源变频器中暂态响应特性的有效方法

研究了一种改善脉宽调制式(PWM)电流源变频器暂态电流响应特性的有效方法。在变频器PWM开关切换的阶跃变化时,低通滤波器产生的谐波电流能够被开关信号的一个脉冲控制有效抑制。该方法不需设置电流或电压反馈回路,且不会出现器件的开关应力。控制开关的时延可在设计电路常数时预先计算确定。给出了单相和三相变频器的实验结果,与采用其他方法的变频器相比,该方法的变频器电源电流的暂态响应得到了有效改善。     

一种隔离型双向软开关DC/DC变换器

针对双向DC/DC变换器存在的开关损耗高等问题,提出了一种新型的隔离型双向软开关DC/DC变换器。该变换器由对称的拓扑结构组成。在电感和变压器漏感的作用下,变换器中的开关元件能够在较大的负载范围内实现零电压开关,同时在脉宽调制的控制下,二极管实现了零电流关断。这些措施减小了开关损耗、电压电流应力以及电磁干扰。分析了工作原理和开关过程,研制了一台500 W的试验样机并进行了试验。试验结果证明:在轻载和重载的条件下,所有的开关管都能够零电压导通,同时二极管能够在电流为零(ZCS)的情况下自然关断。     

一种用于电机驱动的软开关三相PWM逆变器的效率分析

讨论了一种用于电机驱动的软开关三相PWM逆变器的功率损耗和效率提高问题,给出了软开关条件下的三相PWM逆变器在实现提高开关频率、降低开关损耗及提高效率等方面优越性时谐振电感和谐振电容的取值条件。通过理论分析得出结论：选择适当的谐振元件,不仅能使软开关三相PWM逆变器电路工作在很高的开关频率下,而且能使逆变器的效率得到明显的提高。对具体电路的计算结果表明理论分析是正确的。     

恒频PWM型零电流开关准谐振变流器——分析,设计及电路实验

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。文中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１５０ＫＨｚ、２５Ｖ／７５Ｗ变流器的电路实验证实了改进后变流器所具有的优点。     

一种新的交叉式双开关ZVS和ZCS的PWM直流-直流变流器

为了在不另设辅助电路的情况下最大限度地减小软开关电路中的环流,本文提出了一种能降低导通损耗的新的零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)的脉宽调制式(PWM)变流器,这种交叉式双开关正向软开关变流器具有元器件少、效率高、功率密度大以及成本较低等优点,适合于大功率应用场合。阐述了其工作原理且作了稳态分析,构建了一个500W、100kHz的IGBT实验电路证实了该电路的性能。     

基于RB-IGBT的双级矩阵变换器整流级电路

为了减少双级矩阵变换器使用器件的数目,降低系统功耗,采用RB-IGBT构成整流级电路的双向开关,该文提出了一种基于虚拟电压的整流级电路PWM调制算法;设计了一种新颖的RB-IGBT驱动保护电路,采用检测集-射极电压的方法,结合驱动集成芯片EXB841自身的短路保护功能,加快短路保护动作响应;研制了10kW基于RB-IGBT的双级矩阵变换器样机。驱动和硬开关故障保护实验验证了提出的驱动保护电路具有良好的驱动和保护性能。整流级电路实验结果表明,提出的PWM调制方法有效降低了双级矩阵变换器输入电流谐波含量,提高了波形质量。     

PWM与谐振型开关变流器的设计及实验

对(桥式)零电流开关准谐根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；同时，分析及研究桥式并联谐振开关变流器存在的几个不足之处；针对这些问题，对原有电路拓朴结构提出一系列改进措施以及引入多谐振技术；新一类变流器包括几种不同的电路结构，其开关场效应管实现了在零电流条件下导通及关断，变流器的控制方式实现恒频PWM控制方式，该文通过电路分析、计算机仿真以及桥式变流器的电路实验，证实了改进后变流器所具有的优点。     

一种新型的电压源换流器

为了改善轻型直流输电网络的波形质量,目前电压源换流器使用较多的高频开关器件,导致成本增高,损耗加大,限制了其实际应用.提出了一种Buck型电压源换流器(BVSC),该BVSC由一组双Buck变换器和一个工频逆变桥组成,仅用2个高频开关,即可取得较好的输出波形.为了进一步解决大功率应用时的高频开关的局限性,还提出了一种新型的双频控制Buck型电压源换流器(DBVSC),DBVSC在BVSC的基础上附加了一个双Buck变换器,使原BVSC工作在高频,仅处理谐波功率,而附加的BVSC工作在低频,处理基波功率.DBVSC既可以改善换流器输出电流波形质量,又可以减小系统损耗,提高功率等级,特别适合于大功率应用.推导了基于单周控制思想的控制方程,运用简单的控制电路实现要求,通过仿真研究,证实了理论分析的正确性.     

矩阵式变换器的输出电压补偿

为了减小矩阵式变换器输出电压误差和输出电流畸变,提出了一种输出电压补偿方案。针对不同的输出电压误差成因采用不同的补偿方法,直接脉宽补偿用于多步换流和器件开关延时,等效电压补偿用于器件导通压降。在矩阵式变换器-异步电机矢量控制系统上进行了实验研究。当输出频率为5Hz时,采用该补偿方案使输出电流总谐波畸变率(THD)从6.32%降低至4.92%;当频率为15Hz时,输出电流THD从5.46%降低5.30%。结果表明:采用该补偿方案可以有效抑制输出电流THD,在低速运行下补偿效果更加明显。     

矩阵式变换器的输出电压补偿

为了减小矩阵式变换器输出电压误差和输出电流畸变,提出了一种输出电压补偿方案。针对不同的输出电压误差成因采用不同的补偿方法,直接脉宽补偿用于多步换流和器件开关延时,等效电压补偿用于器件导通压降。在矩阵式变换器-异步电机矢量控制系统上进行了实验研究。当输出频率为5 Hz时,采用该补偿方案使输出电流总谐波畸变率(THD)从6.32%降低至4.92%;当频率为15 Hz时,输出电流THD从5.46%降低5.30%。结果表明:采用该补偿方案可以有效抑制输出电流THD,在低速运行下补偿效果更加明显。     

三相PWM AC/DC变流器电流控制技术的比较研究

介绍了固定开关频率的电流跟踪控制和滞环电流控制的原理。并用这两种控制方式在三相PWM AC／DC变流器系统中进行了实验，对实验结果进行了分析比较。     

一种单相弧焊逆变器的功率因数校正电路

为了进一步改善单相弧焊逆变器的电磁兼容性能力,在传统的弧焊逆变器基础上,增加功率因数校正电路。功率因数的主电路采用常规的升压电路,控制方式采用常规的电压负反馈和平均电流负反馈的双闭环控制策略;采用无损吸收电路,降低升压电路功率开关器件的应力,提高变换电路的效率,降低变换电路电磁干扰。文中讨论了工作原理,并制作5 kW弧焊逆变器。实验结果表明,变换器获得了高功率因数,大大地降低了器件的开关应力。     

基于UC3842的Boost变换器的设计与仿真

根据小功率开关电源高性价比的要求,采用通用峰值电流型脉宽发生器(PWM)UC3842芯片,设计了一种断续电流模式的Boost变换器.建立了Boost变换器DCM电路的数学模型,推导了其工作条件.采用加法器原理进行了电压外环控制电路设计,利用OrCAD软件进行了电路仿真,结果表明,所设计的基于断续电流模式的Boost变换器可以很好地提高小功率开关电源的功率因数.     

一种原边反馈反激式数字化LED驱动电路

为了减少LED的频闪现象,设计了一款原边反馈反激式数字化恒流控制驱动电路.推导了该电路的软启动/恒流切换依据,给出了恒流控制原理,构建了数字控制器的内部结构.软启动/恒流切换模块的设置可以有效抑制浪涌电流,确保Flyback变换器平稳进入恒流状态;基于恒流控制原理设计了去磁时间采样及计数器调制模块,与控制信号生成模块协同工作,达到了自动调节开关导通信号的目的.采用ModelSim与Simulink软件联合仿真,验证了设计方案的可行性.结果表明,Flyback变换器运行在恒流状态时去磁时间与开关周期的比值恒定,输出恒流约为320 mA,电流纹波0.38%,驱动电路可以稳定可靠地工作.