基于数字控制技术的LLC电源并联均流的研究

LLC谐振变换技术以其能够在全负载范围内实现软开关而受到广泛关注。采用LLC谐振变换拓扑,通过微控制器TMS32F10x实现对电源系统的数字控制,基于CAN总线通讯实现电源模块间的实时通信,从而实现并联电源系统的无主从并联均流。通过对试验样机的测试,电源模块实现了零电压开关(ZVS),并采用同步整流技术减小了电源的损耗;基于CAN总线实现了电源模块间的实时通信,通过数字控制实现了并联系统的无主从均流,且试验结果表明,两电源模块的均流误差小于2%,取得了良好的均流效果。     

模块化大功率电解电源的研究

模块化大功率电解电源需模块间并联输出大电流,由于电源模块的差异化或偶然发生故障,会引起系统功率降低甚至整个系统崩溃。目前电解电源多采用模拟电路的控制方式,该控制方式对外通信不方便,控制方式不灵活,不能满足电源的高精度与高稳定性的要求。在此提出一种基于CAN总线通讯的最大电流均流法。该方法将传统模拟电路中用到的最大电流法与CAN总线通讯控制相结合,通过CAN总线通信控制的方式来实现电源的均流,实现了电源的数字化控制。并针对电源效率优化问题,设计了一种基于辅助电流源网络的电源拓扑结构,提高了电源的效率。在仿真和实验中电源模块实现了软开关,提高了电源的效率,基于CAN总线通讯的最大电流法实现了并联系统的自动均流,且均流效果良好。     

峰值电流控制软开关电力操作电源的设计

设计了1kW电力操作电源模块,主电路采用移相控制的全桥零电压零电流开关变换电路,整流电路采用倍流整流方式;变换电路所有功率器件都工作在软开关状态,并有较大的软开关范围.控制电路采用电压、电流双闭环控制技术及峰值电流控制模式,并利用最大电流均流法,自动均衡电源模块间输出电流.给出了相应的实验结果.     

开关电源并联系统的数字均流技术

分布式电源系统应用中，并联开关变换器模块间需要采用均流措施，它是实现大功率电源和冗余电源的关键。主要讨论了电源模块并联系统均流控制的数字化问题，提出了基于CAN总线的电源模块间实时通信方案。     

12V/5000A大功率软开关电源的设计

本文介绍了一种大功率低压大电流开关电源的设计方案,该电源满载输出功率为60kW(5000A 12V),采用软开关移相全桥控制方式,实现了零电压软开关;控制电路中采用了稳压稳流自动转换方案,实现了输出稳压稳流的自动切换,提高了输出性能;采用多个变压器串并联结构,使并联的输出整流二极管之间实现自动均流;设计并使用了容性功率母排,减小了系统中的振荡,减小了功率母排的发热,达到了令人满意的实验结果。     

一种全数字化互动跟踪式单相逆变电源并联均流控制策略

分析了逆变器输出电压的幅值和相位对并联系统输出功率的影响,提出一种互动跟踪式无主从并联控制方法。通过同步母线实现各模块的正弦参考电压同步,每个模块由 DSP的I/O口发出同步脉冲,同时用捕获口检测同步母线上的同步脉冲信号,强制各模块的正弦参考电压相互同步。利用CAN总线控制各逆变器正弦参考电压的幅值以均分无功功率。采用数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407实现全数字化并联系统设计。实验结果表明此方案能实现无主并联和 N 1冗余且有较好地并联均流效果。     

低电压大电流软开关电源的设计

本文介绍了一种大功率低压大电流开关电源的设计方案,该电源满载输出功率为60kW（5000A／12V）,采用软开关移相全桥控制方式,实现了零电压软开关;控制电路中采用了稳压稳流自动转换方案,实现了输出稳压稳流的自动切换,提高了输出性能;采用多个变压器串并联结构,使并联的输出整流二极管之间实现自动均流;设计并使用了容性功率母排,减小了系统中的振荡,减小了功率母排的发热,达到了令人满意的实验结果。     

SVM控制的复合有源箝位ZVS三相PFC变换器

提出了一种采用复合有源箝位(CAC)的三相软开关功率因数校正(PFC)变换器。应用改进的空间矢量控制策略,有效地抑制了桥臂开关反并联二极管的反向恢复,减少了反向恢复损耗,所有的主开关和辅助开关均为零电压开关,而且具有开关器件电压应力较低,开关频率固定,输入波形质量好的特点。研制了一台基于DSP控制的4kW的实验样机进行了验证。     

基于CAN总线的并联DC/DC变换器数字均流技术

提出了一种采用控制器局域网(Controller Area Network,简称CAN)现场总线进行通信,实现DC/DC变换器并联均流的控制方案.该方案采用数字均流方法,提高了电源系统的可靠性和抗干扰能力.利用DSP芯片内部的CAN控制器,使设计简化,减少硬件开销.该方案在250W的DC/DC通信电源并联系统中得到了成功的应用,可以作为一种带有总线竞争的通用数字均流技术.     

SVM控制ZVS三相功率因数校正器(PFC)

提出了一种采用复合有源箝位(CAC)的三相软开关功率因数校正变换器，应用改进的空间矢量控制方案，可以有效的抑制桥臂开关反并联二极管的反向恢复，减少反向恢复损耗。并且所有的主开关和辅助开关均为零电压开关，而且具有开关器件电压应力较低的特点。还具有开关频率固定，输入波形质量好的特点。研制了一台基于DSP控制的4kW的实验样机。     

串联谐振软开关技术在ESP电源中的应用研究

本文介绍了全桥串联谐振软开关技术的工作原理,结合课题详细分析了电流断续工作方式时的四种工作模态,并进行了数学分析。利用工程算法计算了谐振电感值和谐振电容值。实验结果表明,选择合适的电感值和电容值,并且控制开并器件的关断时间可以实现零电流关断。     

Soft switching based on analysis of transient and steady-state characteristics: Application to a single-ended high-frequency inverter

A single-ended resonant-type high-frequency inverter using a static induction transistor (SIT) described in this paper can be performed as a zero current switching (ZCS) operation without dc reactor. The SIT high-frequency inverter is a low-cost one which has no transformer and it would be developed for a high-intensity ultrasonic power supply and dc-dc converter. The circuit operation regions, not only ZCS but also ZCS-ZVS (zero current switching and zero voltage switching), were elucidated in the normalized plane. The characteristics of the inverter including the power control by frequency regulation were discussed. Furthermore, the switching characteristics in the transient-state were investigated. These characteristics were substantiated on the basis of the numerical analysis and experimental results.     

仙童KA5Q系列准谐振开关电源的开发应用

通过研究目前消费电子常用的开关电源模块仙童（Fairchild）KA5Q系列,提出了如何利用KA5Q系列模块设计性能优良的准谐振开关电源,以及关键参数的计算和选取方法。并通过实例验证了该设计方法的可行性及有效性。     

基于IGBT的混合式自动转换开关研究

对目前国内外自动转换开关的发展情况以及性能进行了分析和比较,在深入研究新型混合式断路器的基础上,阐述了一种基于IGBT混合式自动转换开关(HATS)的结构和工作原理,重点研究了该HATS的本体开关部分的合闸、分闸及限压特性,针对其动作特性,搭建实验平台模拟了该HATS的并联切换和串联切换方式,并具体分析和比较了2种不同切换方式的性能,实验结果表明:该HATS在保持机械转换开关静态特性的同时,其合闸和分闸动作的快速性、一致性及动作时的限压性能均得到改善。     

Analysis and implementation of a high‐efficiency zero‐voltage‐zero‐current‐switching DC–DC converter

A high‐efficiency zero‐voltage‐zero‐current‐switching DC–DC converter with ripple‐free input current is presented. In the presented converter, the ripple‐free boost cell provides ripple‐free input current and zero‐voltage switching of power switches. The resonant flyback cell provides zero‐voltage switching of power switches and zero‐current switching of the output diode. Also, it has a simple output stage. The proposed converter achieves high efficiency because of the reduction of the switching losses of the power switches and the output diode. Detailed analysis and design of the proposed converter are carried out. A prototype of the proposed converter is developed and its experimental results are presented for validation. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

软开关PWM逆变器拓扑结构及效率分析

针对硬开关逆变器开关损耗大的问题,提出了一种控制简单的软开关PWM逆变器的拓扑结构,其拓扑结构中没有辅助开关器件,每相设置有一组谐振电感,保证各相的谐振不会互相干扰.对拓扑结构及其效率进行了理论分析.仿真结果表明,与未改进的拓扑结构相比,开关器件开通时电流没有突变,开关器件开通时的电流变化率和关断时的电压变化率被有效地降低,各相的工作过程相互独立.实验结果表明:与硬开关逆变器相比,输出线电压的畸变率降低了,效率得到了改善.该软开关逆变器能减小开关损耗,有效地提高效率和输出波形的质量.     

一种新型的零电压谐振极型逆变器

为实现一种结构简单，高效，高频，低的电压应力，易于控制的软开关三相逆变器。该文提出一种新型的三相谐振极逆变器，它可以实现逆变器主开关的零电压开通，辅助开关管的零电流开关，谐振电路功率小，与传统的辅助谐振变换极逆变器(ARCPI)不同，它避免了ARCPI使用的2个大电容，也没有中性点电位的变化问题。与三角形或星型谐振吸收逆变器(RSI)的三相谐振电路之间互相耦合不同，它的三相之间是互相独立的，这就使得逆变器易于应用各种控制策略。该文选取一相电路，对其工作原理进行了分析，给出了在不同工作模式下的等效电路图，仿真和实验结果都验证了原理的正确性。     

48kW高频开关电源的研制

主要介绍了48kW大功率高频开关电源的研制。介绍了国内外开关电源的现状,分析了全桥移相变换器的工作原理和软开关技术的实现,软开关能降低开关损耗,提高电路效率。给出了电源系统的整体设计及主要器件的选择。试验结果表明,该装置完全满足了设计要求,并成功地应用于电镀生产线上。     

通用多位电子按键开关

本文介绍一种用CMOS集成电路组成的通用多位电子按键开关电路的结构及工作原理。它既可以具有直接的切换功能，也可以具有自锁切换功能。因而通用性强、适用面广，在生产实践中有一定的实用意义。     

基于充电机的3kW移相全桥变换器

为了抑制输出整流二极管反向恢复引起的电压振荡,采用初级二极管箝位的电路拓扑设计移相全桥零电压开关(ZVS)变换器。通过改变移相角稳定输出电压,将开关管的结电容和外并电容与串接的电感作为谐振元件,实现开关管的ZVS。实验表明,该方案在实现软开关的同时,可以较好地抑制输出整流二极管上的电压振荡,减小输出整流二极管的电压应力。