数控有源箝位正激变换器的分析与设计

主要阐述了基于单片机控制下的改进型有源箝位正激变换器设计。实现宽范围电压输入、宽范围电压输出、输出电流可调等功能;具有过压保护、过流保护功能;能够较好地实现主开关管、箝位开关管的零电压开启,大大降低了开关损耗;采用同步整流技术和软开关技术进一步提高系统转换效率;处理器能够根据负载变化自动调整工作模式,即轻载模式、重载模式、待机模式。采用高速光耦合器隔离驱动方式,使得输出电压信号、电流信号直接反馈至PWM控制器,提高了闭环控制带宽,并且具有线性反馈等优点;处理器可根据输出电压或电流参数,并行调整PWM工作频率、占空比,实现PWM&PFM综合控制。经过实际电路制作验证了方案的可行性,说明数字电路结合有源箝位正激变换器具有更多优点。     

一种高精度电流测量电路的设计与应用

为了满足测量系统供配电控制设备实时监测输出电压与输出电流的需求,本文设计了一种高精度电流测量电路,该电路基于TI公司的精密电流监测计INA260芯片设计,实现了对0~36V供电范围内的0～15A持续电流实时监测和精确测量。电流测量值通过I2C接口输出,信号测量电路同数字控制电路实现电气隔离。通过大量数据测试,输出电压实测值与理论值间误差范围在0~10mV,输出电流实测值与理论值间误差范围在0~5mA。实验结果表明,该电路对0～15A内的电流测量精度和0~36V内的电压测量精度均优于1‰,实现了实时监测的功能,并提高了测量精度。     

三相并网DC/AC变换器控制策略研究

并网变换器拓扑结构和控制方法的选择和设计对并网效率、谐波含量、并网质量等产生重要影响,直接影响并网系统的安全性和可靠性。提出基于前馈解耦的电压电流双闭环三相并网变换器控制策略,使输出电压能够快速跟踪额定输出电压,达到所需要输出电压的标准,提高输出电压响应速度,并实现无静差。通过建立三相并网变换器在dq轴坐标系下的数学模型,引入前馈解耦控制,建立电压控制器和电流控制器的输出解耦数学模型,并分析前馈解耦控制的原理,采用电压、电流双闭环实现系统的控制。电压调节器的输出作为有功电流的给定值,电流调节器用来独立调节系统的有功、无功电流,使系统的有功、无功电流实时跟踪指令电流值。利用MATLAB/Simulink搭建三相并网变换器控制模型,分析开关的脉冲信号、LC滤波前后电压、电流和谐波等,验证了所提控制方式的正确性和有效性。     

单片机控制的精密可调开关稳压电源设计

设计了一种以MSP430F413单片机为核心的智能化开关式直流稳压电源。由单片机输出高分辨率、占空比可调的PWM波,驱动大功率MOSFET开关管,调节输出电压。采用二阶低通滤波器和比较器电路,与单片机程序进行配合,实现了Σ-Δ方式的电压采样,并通过软件算法对输出电压进行控制,实现了2~15 V输出电压可调,输出电流大于1 A;采用按键实现了小范围精准调节和大范围快速调节功能,用字段式LCD显示输出电压和设定电压值,电源效率达到88%以上。     

高效率准谐振Buck变换器设计与研究

电感电流临界连续工作模式(BCM)Buck变换器,在电感电流下降到零时,输出滤波电感和开关管并联电容谐振即准谐振(Quasi Resonant)(QR)。在开关管两端电压谐振到零的时候开通开关管,则可以实现零电压零电流开通(ZVS/ZCS)。本文通过详细分析输出电感与开关管并联电容的谐振过程,得出开关管两端电压为零的时间,并且通过设计延时电路,以保证输入电压变化时依然能够实现零电压和零电流开通(ZVS/ZCS)。在开关管关断时由于开关管两端并联了谐振电容,可近似认为是零电压关断。而且Buck变换器工作于BCM模式时输出滤波电感体积小,动态响应速度变快,二极管自然关断,没有反向恢复损耗。最后设计了一台3kW的原理样机,最高效率可以达到98.7%。     

实现二次升压功能的Forward和Flyback变换器

为了克服光伏/燃料电池发电系统前级输出电压低,确保光伏/燃料电池在并网前实现高电压增益,介绍了2种组合设计的直流变换器(Boost-Forward和Boost-Flyback)的设计原理。通过Or CAD Pspice软件对其进行建模和仿真,证明了这种设计原理的准确性和用于提高太阳能电池输出电压的可行性。通过对降低输入电流纹波、输出电压纹波和开关管电压应力进行仿真分析,实现电路参数的最优化设计。     

航空交流固态功率控制器的研究

以115 V/10 A航空交流固态功率控制器(Solid State Power Controller,简称SSPC)为研究对象,提出了一种新的零电压开通拓扑结构,能快速检测过零点,简单可靠地实现软开关功能。设计了电流双重采样电路,实现全电流范围内的高精度采样,降低了大电流下SSPC的压降。完成了零电压开通、零电流关断、小电流可靠关断和短路迅速断开等功能,通过实验结果进行了验证。     

改进型零电压转换PWM软开关功率变换器的实现机理分析

为改进传统谐振缓冲功率变换器(RSI)应用于高精度场合纹波较大的问题,提出一种改进型零电压转换(ZVT)脉宽调制(PWM)软开关功率变换器。通过LC环节减小输出电流纹波,并采用负载分段实现软开关的方式。轻载下利用交变的滤波电感电流实现主开关器件的零电压开通,重载下通过合理的导通谐振回路实现软开关,同时辅助开关器件实现零电流开关。该拓扑可采用PWM控制,具有效率高、纹波噪声小和开关频率固定的优点。通过分析电路的实现机理,对各工作时区进行解析计算,并给出实现软开关的条件。最后通过实验,在200kHz的开关频率下,验证了电路的有效性。相比于硬开关,效率得到了很大的提升,而相比于RSI在效率上虽有降低,但输出噪声却大幅减小。     

基于迭代学习的开关磁阻发电机输出电压优化

分析了开关磁阻发电机输出电压脉动的原因,运用电流分配的方法合理分配换相区间各相电流,并提出基于迭代学习控制算法的电流控制策略,利用迭代学习算法控制电流以高精度跟踪指定电流,从而达到优化输出电压的目的。仿真和实验结果表明,该方法能有效减小输出间电压的脉动和稳态误差,提高了发电品质。     

PWM逆变器的建模与双环控制策略

为准确分析有源逆变器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑了有源逆变器输出的基础上采用开关函数法建立了有源逆变器的开关周期平均模型。提出一种前馈加双环控制的控制策略,它的双环控制包括一个电感电流内环控制和一个瞬时电压外环控制。仿真结果显示该系统有很好的正弦波输出波形,快速的动态响应和高精度的输出电流。     

基于dsPIC的LLC串联谐振DC/DC变换器研究

LLC串联谐振变换器具有拓扑结构简单、高效率和易高频化等特点,因此得到了广泛应用。而开关电源的数字控制实现可采用先进的控制策略,以简化系统结构,缩小体积,提高系统性能。介绍了LLC串联谐振型DC/DC变换器的工作原理,提出了采用数字控制芯片的控制方案,最后给出了900 W功率的实验样机,验证了数字控制LLC串联谐振变换器的优良性能。     

基于IEC61850的数字化备自投

传统的备自投不能实现各个设备之间的互操作,使整个电网的信息难以共享,且接线较复杂,难以维护与扩展.以IEC 61850为通信标准规范,设计了一种变压器数字化备自投的实现方案.详细分析了不同运行方式下的逻辑过程以及完成数字化备自投的实现方式,对备自投出现的特殊问题提出了一些解决方法.采用OPNET仿真软件对变压器备自投通信方式进行仿真验证.结果表明,数字化备自投具有较高的实时性,完全满足标准规定的4ms.     

基于DSP控制的单相逆变电源设计

本文基于DSP技术,用数字化方法实现的一种输出电压可调AC/AC电源的设计。给出了电源的工作原理、结构和控制电路的设计策略、实现方法及软件流程,并对设计的电路进行了仿真与实验,实验结果与仿真结果的比较表明了数字控制逆变器的良好控制性能,达到了设计要求。     

基于AT89C52和IW1692的智能开关电源设计与研究

针对采用模拟控制的开关电源的一些问题,提出了一款以AT89C52为核心控制器,利用了AC/DC电源控制芯片（IW 1692）的数字化智能开关电源系统,并对该系统的硬件电路和软件设计进行了介绍。通过测试,本系统较好地解决了模拟开关电源的缺点,达到了相应的目的要求。     

MATLAB中的SISOTOOL在数字式移相全桥中的应用

开关电源技术的数字控制可实现先进的控制策略，简化系统的结构，缩小体积，提高系统性能。本文用MATLAB中的SISOTOOL实现了数字控制移相全桥的PI补偿，解决了移相全桥PI参数设计困难的问题，并用Simulink仿真验证了设计的结果。     

基于CUSUM和加权欧氏距离的电器分析监测装置设计

针对当前高精度的负荷识别算法复杂度高，难以实现低成本电器监测装置，以及单一依据稳态特征难以实现高精度电器识别问题，本文设计了一款基于CUSUM和加权欧氏距离的低成本电器分析监测装置。该装置通过采样电路采集电器工作状态的电参数特征，以稳态有功功率、无功功率和暂态功率过冲幅度建立三维电器特征库，利用改进的CUSUM控制图实现具有过冲幅度检测功能的电器投切事件检测，通过特征加权的欧氏距离模型完成电器工作状态识别。实验结果表明，本文设计的监测装置平均电器识别准确率高达97.3%,验证了设计方案的可行性。     

一种基于单片机的数控开关电源设计

基于单片机的数控开关电源是利用单片机实现对开关电源的输出电压设定、输出电压步进调整、输出电压和输出电流显示等数字控制。本文设计的数控开关电源由两部分组成。开关电源部分采用基于PWM控制的不对称半桥功率变换器,由模拟控制芯片KA3525产生PWM信号经驱动电路实现对功率变换电路的输出电压控制,实现电压的稳定输出。数控部分采用凌阳单片机的D／A输出对KA3525的误差比较器的参考端进行数字给定,实现对输出电压的设定、步进调整和显示等功能。文中给出了系统设计框图,对各部分电路进行了分析,并给出了必要的实验波形,经测试证实设计方法是可行的。将成熟的单片机技术与现有的开关电源技术进行简单结合实现数控,值得借鉴。     

全数字控制的燃料电池应急电源设计

针对传统的应急电源(EPS)系统应急供电时间短、切换时间长和不间断电源(UPS)不供电时网电对UPS须连续供电的问题,设计开发了基于DSP全数字控制的燃料电池应急电源系统。在设计中采用燃料电池作为主备用电源并结合蓄电池作为辅助电源的优势互补,延长了应急电源的供电时间。采用硬件直接实现网电掉电后自动切换的方法,切换时间能控制在10 ms之内,有效解决了传统应急电源切换时间长的问题。试验结果表明,方案所设计的应急电源具有安全可靠、应急时间长、切换时间短等一系列优点和较强的实用价值。     

基于数字化锁相技术的应急电源快速切换的研究

现在一些场合对应急电源切换的时间要求也越来越高。采用TMS320LF2407作为逆变控制芯片,并在此基础上采用数字化锁相技术和晶闸管同步触发技术,实现逆变器电源与市电电源安全、快速的切换。     

污水处理用非规则脉冲功率电源的研究

结合脉冲功率处理污水的特点和要求，设计和制作了可以输出多种非规则脉冲的开关电源样机。脉冲电压的幅值、频率和占空比等参数可以在较大范围内实现连续的可编程数字调节。采用了基于电压瞬时值反馈的数字PID控制，在实现数字变频过程中使用了基于DSP的查表计算混合的SPWM生成算法。并且利用该电源进行了一系列印染污水处理的实验。