双极型开关晶体管延时模型和带负载能力研究

从埃伯斯-摩尔模型出发,较为详细地介绍了双极型开关晶体管开关时的物理过程,用电荷控制法计算了开关晶体管的各个延时参数,阐明了器件工艺参数及外电路参数与延时、电路带负载能力的关系,指出了在器件或集成电路工艺中如何来保证器件有较短的延时和较强的带负载能力.     

开关整流推挽变换电子镇流器

介绍一种新的荧光灯电子镇流器 .它运用单个开关将整流器和推挽变换器结合在一起 ,向荧光灯提供高频电源的同时 ,使输入电流与电网电压同波形同频率同相位 ,具有功率因数高和电路简单的优点 .该电路利用电子开关和反向变换器使输入电流连续工作 ,保证电源电流的正弦性和同相位 .同时 ,推挽变换器能够向荧光灯提供高频电源 ,启动时自动升压 ,正常工作时自动限流 ,实现线路的高功率因数和荧光灯的高效率     

计及开关过程的LCC-HVDC小信号建模及其对电力系统电磁尺度稳定性分析

电力电子装备在电力系统中的广泛应用使得现代电力系统动态行为发生了显著变化,基于电网换相整流器的高压直流输电(LCC-HVDC)作为电力系统重要的组成部分,对电力系统的安全稳定运行具有重要影响。由于LCC-HVDC开关过程呈现断续时变特征,且开关频率与电磁尺度时间常数相当,因此断续时变开关过程的动态特性描述是研究LCC-HVDC电磁尺度动态稳定问题的关键。为此,该文提出了适用于计及开关过程的LCC-HVDC电磁尺度动态稳定分析的小信号模型。首先讨论了LCC-HVDC原始关系及其非线性断续周期时变特征,指出基本问题和挑战;然后基于线性周期时变理论建立了LCC-HVDC电磁尺度下的小信号模型。最后,通过与现有不考虑时变开关过程模型的对比分析,探究了开关过程对系统稳定性的影响,并通过时域仿真验证了分析的正确性。     

三相四开关PWM整流器的数学模型与控制策略

建立了三维相四开关PWM整流器的高频数学模型，在数学模型的基础上提出了三相四开关PWM整流器的间接电流控制策略，实验结果验证了控制策略的正确性。     

直接变频超宽带接收机中的低压折叠开关混频器

提出了一种新型的应用于直接变频超宽带接收机中的低压折叠开关混频器.给出了混频器电路拓扑结构,输入宽带匹配网络采用并联电阻的形式,跨导级采用电流复用技术的CMOS反相器,跨导级和开关级通过电容交流耦合,用LC谐振网络替代传统电流源.分析了改善混频器线性度、增益和噪声性能的方法.使用中芯国际0.13 μm CMOS工艺制造芯片,测试结果表明,在电源电压为1 V,功耗为5.1 mW时,得到了非常好的线性度,输入三阶互调截点(IIP3)为10.20 dB(mW量级),同时功率增益为-4.2 dB,单边带噪声系数为12.8 dB.     

新型无源无损单周控制的高功率因数整流器

设计一种新型单相高功率因数整流器.主电路采用无源无损缓冲网络来实现主开关管的零电流开通和零电压关断,控制电路采用基于单周期控制的CCM型功率因数校正芯片IR1150作为主控芯片.分析单周期控制的功率因数校正与无源无损网络的工作原理,对高功率因数整流器的主要模块如升压储能电感、无源无损网络、EMI滤波器和噪声干扰的抑制等进行分析与设计.研究结果表明:该高功率因数整流器设计合理、性能可靠,无需传统PFC电路所需的乘法器、输入电压采样以及固定的三角波振荡器,简化了PFC电路的设计并缩小了装置体积,功率因数可达0.992.     

新型三相单开关DCM PFC电路

提出了一种新型三相PFC拓扑电路, 使输入端电流正弦化, 从而提高输入端功率因数. 并对该电路的工作原理及其特性进行了分析, 同时还给出实验结果及结果分析.     

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.     

消去开关刀节点的开关电容电路分析法

本文介绍一种旨在减少电路变量的线性开关电容电路(简称SC电路)的分析方法。这种方法借消去所谓开关刀节点(Pivot nodes)而使电路变量数显著减少。与文[1]中的方法相比,该法所减少的电路变量的个数为SC电路中单刀双掷开关的个数。为在计算机上自动形成消去开关刀节点后的电路的时域方程,在描述SC电路时,将采用以下4种电路元件模型:1.一般电容(它的两个极板永久地与某两节点相连);2.开关电容(它的一个或两个极板通过开关与电路中某些节点相连);3.独立电压源(表示电路的激励信号);4.电压控制电压源(表示运算放大器)。用本文所介绍的方法所导出的SC电路的时域方程与以节点电压为变量的时域方程具有完全相同的形式,但方程的变量数却显著地减少,从而使电路分析所需的计算时间明显减少。文中介绍的方法不仅适用于SC电路的时域分析、频域分析,而且结合文献[2]的基本思想还能方便地实现灵敏度分析。     

一种高可靠的开关电容PUF电路

提出了一种高可靠的开关电容PUF(RSC-PUF)电路,通过在开关电容PUF(SCPUF)内部嵌入一个测试电容及相应的控制电路,在其运行过程中自动测试每个PUF单元的电容偏差,根据偏差大小为每bit输出生成相应的可靠性标识值,外部电路可以由此挑选可靠的PUF单元输出构建数字密钥.在HJ 0.18μm CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺下进行流片验证,结果显示:当被挑选的可靠PUF的比率为20.5%时,RSC-PUF的比特错误率达到1×10-8以下,满足密钥产生所需的可靠性要求;而32 bit RSC-PUF所消耗的面积与SC PUF相比增加了约74.8%,远小于纠错机制所需要的开销.     

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。     

基于数字控制的移相全桥ZCT变换器

基于对多种全桥零电流变换器的研究,提出一种新型的零电流转换(ZCT) PWM全桥DC/DC变换器.运用辅助电路的谐振电感实现主开关管的软开通,在全负载范围内实现所有有源开关管的零电流开关(ZCS)和输出整流管的软换流.采用ARM芯片LPC2214作为控制器,设计了变换器数字控制系统,成功研制了一台1 kW,25 kHz的软开关电源,并进行了电路试验.结果表明,基于该拓扑的数字控制PWM全桥变换器损耗小、成本低,变换器的最高效率超过了91%,具有较好的发展前景.     

改进型零转换单相PFC整流电路研究

原有的无辅助开关的软开关单相功率因数校正电路环流能量大。本文通过改变谐振电容Cr取值的大小，减小了环流能量。分析了电流断续状态下的工作原理，所有开关器件都可实现ZVT或ZCT软开关。并详细介绍了单周期控制原理。仿真和实验结果表明，该电路降低了功率管VM1和VM2的通态损耗，并提高了整体电路的效率。     

阻抗耦合的双Boost型三相直流侧有源电力滤波器

针对三相不可控整流桥,提出一种基于阻抗耦合的三相直流侧有源电力滤波器的拓扑结构及其控制策略,该滤波器由阻抗网络和不对称双Boost电路构成。控制策略采用平均电流控制,分别采用前沿和后沿调制方法来获取两个Boost电路的开关信号。与一般的直流侧有源电力滤波器相比,减少了1个有源开关和1个电容,可以降低成本,而直流侧也不再存在电压不平衡的情况。最后通过仿真验证了该拓扑结构的正确性和有效性。     

基于矩阵式变换原理的三相可控整流器

基于三相-三相矩阵式变换器(MC)的拓扑与开关函数矩阵，建立了一种三相可控整流器(三相AC／DCMC)的拓扑和开关函数矩阵．该整流器的最大输出电压幅值可达输入相电压幅值的1．5倍，输出电压极性任意可调，并具有宽范围输出电压调节、正弦输入电流零位移以及电能双向流动等能力，是一种通用的三相可控整流器．其应用场合包括AC／DC电动机传动、直流励磁、有源电力滤波、功率因数校正等许多领域．利用SIMULINK4．1进行仿真研究后，采用开关函数算法和一步换流策略实现了一种三相AC／DCMC带负载系统．仿真与实验结果验证了理论分析的正确性．     

三相单管ZCS BUCK型PFC电路研究

介绍了一种三相单管零电流(ZCS)BUCK型高功率因数整流器,阐述了主电路的基本拓扑结构及工作原理,分析了电路在一个开关周期中的谐振工作特点,讨论了参数选择和电路的设计原则,给出了单周期控制下功率为1kW的实验结果和波形.     

一种新的PWM整流器电感上限值设计方法

从PWM整流器网侧输入正弦电流在过零处最大变化率与其所能承受最大功率的关系出发,分析了在电流过零处一个PWM采样周期内输入电流变化率与各开关导通时间的关系,提出了一种PWM整流器网侧电感上限值的设计方法.同时在Saber仿真平台上进行了仿真实验,得到了不同电感值情况下系统输出直流电压和输入电流的变化波形,结果验证了这种设计方法的正确性和可行性.     

同步整流器驱动方式对开关电源效率的影响

在低电压大电流输出的开关电源中，输出整流器的功率损耗是影响效率的关键因素，本文详细地分析了在采用功率ＭＯＳＦＥＴ实现整流输出的同步整流中技术中，同步整流器的驱动方式对电源效率的影响，指出采用控制驱动的方式可比自驱动方式获得更高的效率。     

一种新型矩阵式可控整流器的研究

基于三相-三相矩阵式电力变换器的拓扑与开关函数，建立了一种三相可控整流器的变换拓扑和开关函数矩阵，理论分析与仿真分析了该整流器的变换性能．结果表明该整流器具有宽范围输出电压调节能力、输入电流零位移和能量的双向流动等优点。     

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.