CVD金刚石膜沉积设备的稳流控制电路

研制了DCPLASMAJETCVD金刚石膜沉积设备电源的稳流控制电路。该电路利用负反馈原理,通过SG3524调节输出脉冲的占空比,推动IGBT,为磁饱和电抗器提供控制电流,达到电源稳定输出电流的目的。     

一种新型有源钳位正激变换器的研究

提出了一种新型的有源钳位正激变换器的拓扑结构。新的变换器通过次级谐振饱和电感使最大励磁电流大于传统变换器的最大励磁电流,并且使新的变换器的主开关管S1在软开通时不再受输出电流的影响,在软开通方面明显优于传统的变换器;有效占空比等方面都优于其他拓扑结构。     

一种新型Boost矩阵变换器及其控制策略

针对传统矩阵变换器存在电压传输比低的问题,提出一种新型的矩阵变换器电路拓扑结构。研究该拓扑结构的基本构成和工作原理,推导并分析其电压传输比与占空比之间函数关系的解析表达式,阐述2种有效控制策略即滑模控制和双闭环控制的基本设计方法并对比分析其不同的特点,最后通过仿真对其有效性和可行性进行验证。研究结果表明:该新型电路在2种控制方案下均能实现电压传输比和输出频率的任意调节,且输出电压波形的正弦性好,失真度小,有效地解决了传统矩阵变换器电压传输比低的问题。     

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。     

中频交流脉冲电源的研制

研制了150kHz中频交流脉冲电源,给出了中频交流脉冲电源的设计思路和实现方案.该电源采用全桥逆变拓朴电路、PWM控制方式、输出功率叠加的方案,具有输出变压器原边平均电流和副边峰值电流的过流保护功能.其输出峰值电压0~1200V连续可调,频率1~150kH z可调,脉宽占空比10%~40%可调,输出平均电流0~5A,最大输出功率5kW.利用该电源进行了等离子体化学气相沉积和反应溅射实验,证明该电源各项指标运行正常,工作稳定,具有良好的应用价值.     

与’Cuk电路对偶的开关变换器

根据对偶变换原理,导出了一种新拓扑直流变换器,并用状态空间平均法对电路进行了分析。结果表明,输出电压、电流、占空比与′Cuk电路的输出电流、电压、占空比均满足对偶关系,且当电路满足一定条件时,输出电压纹波为零。实验结果也验证了结论的正确性。     

基于ZVRT的零电压DC/AC变换器的研究

提出一种低频方波输出的零电压DC/AC变换器,它结合了Buck DC/DC变换器和半桥DC/AC变换器的特点,合二为一,负载侧输出为低频方波信号.在低频正负半波期间,电路工作在ZVRT-BUCK变换器模式,两个开关管互为主开关管和辅助开关管.详细分析了它的工作原理和软开关情况,由于采用了ZVRT技术,两个开关管均实现了零电压通断,提高了电路效率.实验结果验证了该方案是可行的.     

钻杆声波传输对可调脉宽驱动的敏感性研究

设计了一种占空比可调的激振器驱动电路,并对短距离钻杆进行声波传输试验,研究占空比可调的脉冲驱动信号对单钻杆声波传输特性的影响。脉冲信号频率不同时,调节驱动信号的占空比从10%到90%变化,利用压电传感器接收传输信号。测试数据分析表明:所设计的电路可以输出占空比任意调节的驱动信号,且占空比在20%~30%时钻杆声波信号传输效果较好。     

开关功率变换器的建模与仿真

为各种开关结构的直流功率变换器提出一种新的、统一的建模方法，该法的基本途径是：将变换器中的全部时变开关集中在一个子网络里，用时间平均技术及脉冲响应法，导出开关子网络的低频效模型，与变换器的其它部分连结起来，构成了可用ＳＰＩＣＥ作辅助分析的全等电路，该方法能够在计算机辅助下，对开关变换器作瞬态分析、输入－输出传递函数的频响分析（纹波抑制特性）、控制信号占空比与输出的交流分析。给出了分析实例。     

单相准阻抗源AC-AC变换器

为克服传统AC-AC变换器的不足,研究设计了一种新型的准阻抗源AC-AC变换器电路拓扑,分析了该变换器的电路结构、工作原理、电压增益等。采用脉冲宽度调制(PWM)方法来改变电路中双向开关的占空比以调节输出电压,应用Matlab/Simulink下的仿真模型仿真验证了该电路的电路特性;在此基础上构建了实验电路,进行了相关实验验证。计算机仿真和样机实验结果均验证了理论分析的正确性和电路的可行性。     

一种带辅助支路的移相全桥零电压PWM变换器

提出了一种带辅助支路的移相全桥零电压PWM变换器。详细分析了该变换器的工作原理,讨论了电路的参数,进行了软件仿真,并在一台功率为1kW、工作频率为100kHz的通信用开关电源装置上进行了实验验证。仿真和实验结果都证明了增加的辅助电路能够有效地减小变换器副边占空比的丢失,并使滞后桥臂的ZVS范围受到的影响最小。     

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.     

弱振动环境中的压电俘能器

研究了一种能从弱振动环境中有效俘能并储能的压电俘能器,分析了该器件将机械能转化成交流电和直流电并最终储存到化学电池的全过程.利用能量平衡条件,确定了直流升压变换器的占空比与俘能结构的输出整流电压之间的关系,该关系式使得人们可以通过调节电路参数占空比来改善俘能结构的性能,以保证在环境振动变化时,俘能端也能随之调节到最优工作状态.计算表明:有直流升压变换器的压电俘能器充电效率比没有时的充电效率要提高好几倍.     

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.     

基于自适应占空比扰动的MPPT算法研究

光伏发电系统的效率很大程度上决定于其最大功率点跟踪.在Madab/Simulink环境下,对光伏电池进行建模,通过模拟任意太阳辐射强度和环境温度,建立光伏模块特性曲线.并采用Boost电路作为DC-DC变换器完成阻抗变换,在对常规占空比扰动的MPPT算法研究基础上,提出一种自适应占空比扰动的MPPT算法.实验结果表明,...     

基于占空比动态分配控制的并联交错CCM PFC变换器

为减小甚至消除均流过程对总输入电流及输出电压的扰动,以提高输入功率因数. 在平均电流控制策略的基础上,提出一种控制占空比在并联变换器内部动态分配的均流控制器,即只在并联变换器内部,根据其电流偏差程度进行占空比动态调节来实现均流. 同时,采用单DSP实现并联PFC变换器电感电流的均匀交错,以减小系统滤波器的体积和提高系统的效率. 以3个功率因数校正(PFC)变换器并联为例,利用提出的研究方案获得了良好的均流性能,并实现了并联PFC变换器电感电流的交错,减小了输入电流的高频纹波. 实验结果证明了该控制方案的正确性,为并联的大功率功率因数校正变换器的数字控制提供了解决方案.     

基于Cuk变换器的永磁直驱风电系统MPPT策略

针对永磁直驱风电系统,采用了一种基于Cuk变换器占空比控制的新型最大功率点跟踪(MPPT)策略,详细分析了风力机的输出功率和Cuk变换器占空比之间的关系,结合改进的最优梯度规则实现了最大功率跟踪,采用Matlab/Simulink建模仿真。结果表明MPPT策略能够使系统快速可靠地实现最大功率跟踪,提高了风能利用率,验证了其正确性和有效性。     

一种电流模式方波/三角波发生器

为解决普通方波/三角波工作频率有限、占空比不能调节等问题,采用多端输出差分电压电流传输器(MO-DVCC)为有源器件提出了一种电流模式方波/三角波产生电路,该电路结构非常简单,仅由1个电流模式施密特触发器、1个电流积分器和1个可调电流源构成,所有器件均接地,非常便于集成实现。该电路的振荡频率能够由接地电容实现独立控制,占空比能够通过外接可调电流源实现电动调节。Pspice仿真结果验证了电路的正确性。     

改进型本安Buck变换器的分析与设计

提出了一种输出具有LC滤波电路的本安Buck变换器,使得在特定的电气性能指标要求下,可不提高变换器工作频率,但能减小变换器内部的电感量及电容量,达到提升该变换器本质安全性能的目的。深入分析了该拓扑电路在电感电流连续模式(CCM)时的输出纹波电压,指出输出纹波电压最大值是在输入电压最大,负载电阻为CCM与DCM的临界电阻时取得。根据最大输出纹波电压指标要求,在给定的动态范围内,得出了本安Buck变换器电感、电容参数的设计方法。为了说明改进型Buck变换器相比于传统型Buck变换器的优势,在相同的输出纹波电压指标要求下,对传统型及改进型Buck变换器的电感、电容取值进行了比较分析,得出所提出的改进型Buck变换器采用较小的电感、电容即可满足电气性能指标要求,因而可提高其本安性能。因此,通过在Buck变换器的输出附加LC滤波电路,不仅能有效提高本安Buck变换器的输出功率,还能减小其体积。给出了设计实例,仿真与实验结果验证了改进电路拓扑理论分析的正确性及减小目标电感、电容量的可行性。     

用于高速模数转换器的电荷泵型低抖动时钟管理电路

针对高速模数转换器(ADC)对时钟信号的占空比以及低抖动的要求,提出了一种电荷泵型的时钟管理电路,利用电荷泵构成两个闭环回路,分别实现占空比稳定和可调双相不交叠时钟产生功能。电荷泵对时钟相位的积分功能可实现宽范围的时钟占空比调节,并能明显抑制电源噪声对时钟下降沿抖动的影响。该时钟管理电路采用0.18μm标准CMOS工艺设计。版图寄生参数提取后的仿真结果表明:该时钟管理电路可在40～200 MHz频率范围内,将20%～80%的输入占空比稳定地调整到45%～55%的范围内;在200 mV电源干扰的条件下,输出时钟抖动可降低到传统RC型占空比稳定电路的1/10之下。将该时钟电路应用于一款双通道、200MSPS、14位的流水线ADC中,测试结果表明ADC的信号噪声失真比达到了73.01 dB。