一种新型的开关电源并联供电技术的研究

针对多个开关电源并联时易出现各个模块的负载电流分配不均的现象,同时为了克服在低电压输出供电给负载时开关电源效率降低的问题,提出了一种高效率的开关电源并联供电方法,各个电源模块采用电压电流反馈控制,并应用同步整流技术,以实现按设定比例分配电流和在输出低压时仍能高效供电的目的.基于此给出了系统的设计方案,用两个BUCK电路模块构成的并联系统验证了这种供电方法,实验的结果数据表明,系统的低压供电效率高,电流分配效果良好.     

六相永磁同步发电机的整流稳压电路仿真

针对六相永磁同步发电机励磁不可调,转速的变化和负载电流的变化都将造成输出电压不稳定的缺点,对六相永磁同步发电机发出的六相交流电采用带平衡电抗器的双三相全控桥并联的开关式稳压整流电路进行整流,控制方式采用闭环控制,使得整流输出直流电压恒定,不随着发电机转速和负载电流的变化而变化.利用Matlab的Simulink和PSB两个工具箱建立了六相永磁同步发电机的整流稳压电路仿真模型对该整流电路进行了仿真.仿真结果表明该稳压整流电路输出直流电压值不随发电机输出电压变化而变化,负载电压稳定时间快、无尖峰、脉动小.     

三相高功率PWM整流变换器的设计与开发

电力电子负载非线性特性容易造成电网网侧电流畸变,会引发谐波污染.针对传统大功率整流变换器转化效率低、非线性负载能力不强、电流谐波高、功率因素低等一系列问题.提出一种新型脉宽调制(PWM)整流变换器控制方案,并对三相PWM整流变换器半桥主电路拓扑结构进行建模分析,建立旋转d,q坐标系数学模型,采用空间矢量PWM(SVPWM)方案使PWM整流变换器运行在高功率状态.在建模的基础上借助于Matlab软件进行仿真,仿真结果与理论分析一致.最后搭建了一套6 kW的高功率因数PWM整流器装置并进行测试,结果表明:三相高功率PWM整流变换器输出电压可以实时同步跟踪电网相电压及相电流,系统输出相电压相电流可实现与电网电压、电流同频同相并网;整流变换器在不同输出负载情况下功率因数接近于1,效率接近98％,输出电压对整个电网无谐波污染,可抑制非线性负载造成电网网侧电流发生畸变,具有工程参考价值.     

基于移相全桥ZVS及同步整流的低压大电流直流变换器研究

解决开关电源的功率损耗问题是提高电源效率、性能、可靠性的关键。传统低压大电流直流变换器,使用二极管整流,难以实现在高电流输出情况下降低损耗。选择了综合全波整流和桥式整流两者优点的倍流整流器,并且使用MOSFET并联同步整流技术,结合了变压器原边移相全桥ZVS电路,实现了28.5 V/400 A的低压大电流输出。基于双环控制,搭建了直流变换器模型与实验平台,通过仿真与实验验证,证明了电路拓扑以及控制策略的可行性。     

高频链反激逆变器研究

研究了一种高频链反激逆变器拓扑及其工作在电感电流连续模式下的控制方案。电路不存在可能出现的正激通道,因而占空比可大于0.5,得到了较宽范围的输出电压。通过采用同步整流,提高了整机效率。给出了控制方案和主要参数设计,并进行了实验验证。实验表明,电路结构简单,运行可靠,易于模块化,且稳态和动态特性良好,负载适应性好,具有四象限运行能力。     

三相AC-DC非接触供电电路设计

用单相全桥整流电路将3路单相交流电分别整流成脉动直流电并将其斩波得到高频交流电,通过非接触供电线圈传递电能,3个副边线圈分别与电容并联构成电流源,3路电流源分别向倍压整流电路输出能量构成充电泵电路,将这3路充电泵电路的输出端并联,滤波后得到稳定的直流电压。该方案省去了传统的AC-DC功率因数校正电路,且实现了交流电源的线电流正弦化。实验证明所提出的系统工作可靠且效率最高可达90%以上。     

基于同步整流技术的低压大电流拓扑研究

从逆变电路的设计、输出整流电路的设计、低压大电流输出的应对策略三个方面进行研究,设计了一种基于同步整流技术的低压大电流拓扑,在很好地应对低压大电流开关电源输出的同时,可有效降低大功率开关电源的损耗,提高系统的工作效率.     

LLC谐振电路无传感器同步整流控制策略

针对同步整流驱动优劣改变会引起LLC谐振电路输出电压变化的特点,分析推导出了LLC电路输出电压与同步驱动时间成单峰关系曲线,根据峰值两侧驱动时间改变造成输出电压不同变化率的特点,提出一种无传感器同步整流控制策略。研究了LLC电路三种工作模式下的同步整流驱动时间调节策略,同时为实现同步整流快速调节,采用了变步长调节模式,最后分析了同步整流调节与谐振调节之间的动态关系。搭建了一个36~72V输入,1V/20A输出的实验样机用以验证控制策略正确性,实验结果表明对LLC电路在不同输入和负载条件下都可实现同步整流。     

低电压大电流整流电源并联供电

介绍了低压大电流整流电源的特点和组成,为了提高整流效率,应采用双反星形整流电路,介绍了此电路的工作原理.与之匹配的整流变压器有两种型式:传统的双反星带平衡电抗器整流变压器和三相5柱整流变压器,并介绍了后者的工作原理.当晶闸管双反星形整流器配置了三相5柱整流变压器,在多台并联运行时直流输出电流会发生剧烈振荡,详细分析了振荡的原因和改进的措施.     

抑制Buck电路同步整流管漏极尖峰的方法

采用同步整流技术的Buck开关电源的应用已越来越广泛,随着其输出电流的增大,抑制Buck电路同步整流管漏极尖峰成为提高电源效率和性能的重要手段。本文通过对一个32V输入,5V/5A输出的Buck电源模块的实验,对Buck开关电源研发和实验当中抑制Buck电路同步整流管漏极尖峰的一些方法进行了总结和分析,并针对比较重要的方法给出了实验波形。可以看到在同步整流管上并联肖特基二极管,主开关管使用栅极缓冲电路及同步整流管上使用缓冲电路都是一些简单而行之有效的改善Buck电路同步整流管漏极尖峰的方法。     

大功率电机直接起动的逆变器控制模式切换策略

在冲击性负荷下(如短路故障)要保证逆变器可靠地运行,采用两种控制模式:正常情况下,逆变器输出恒定电压,工作于电压控制模式;异常情况下(如短路、冲击性负载),逆变器输出电流恒定,工作于电流控制模式。两种控制模式的切换成为逆变器可靠运行的关键技术之一。常用的切换策略:故障的负载电流值大于电流阈值和故障消除的负载电压恢复到额定电压进行模式切换。但是,为解决冲击性负载下可靠地保护,希望进入电流控制模式的电流阈值较低,而在特定的负载下安全地直接起动大容量电机(电机的起动电流一般是额定电流的几倍甚至上十倍),则希望电流阈值较高。针对二者矛盾,文中利用大功率电机起动与故障工况的差异,再引入电压阈值作为判断条件解决了电机起动误入电流控制模式的问题,两台400kV.A、50Hz的样机实验验证了该策略的有效性。     

1 kVA高性能单相中频逆变电源的研制

针对低压直流输入/中频400 Hz/115 V交流输出的高功率密度航空变流器的应用需求,提出了两级电路拓扑结构,其前级采用并-串型移相全桥结构实现隔离和升压的功能,后级采用全桥电路实现逆变功能。同时,为减小单相逆变器直流侧的二次纹波电流对前级的影响,前级单模块采用加入陷波器的负载电流前馈控制策略。为了进一步提高前级并-串型DC-DC变换器的动态性能,还提出了一种主从控制的均压控制策略;为了提高后级逆变电路的动态性能和负载调整率,提出一种改进的前馈控制策略。仿真和实验均验证了上述两级结构逆变电源控制策略的可行性。     

电流型谐振逆变器负载调频调功方案

通过简化负载为CLC的电流型逆变器电路得到负载等效电路图,分析负载参数间电压、电流的关系,以及功率、负载谐振频率的关系,采用一种全解析的方法,推导出调整功率的公式。利用VBA开发出一套计算负载参数的小软件,以方便工程上对不同输出功率负载参数的设计。利用Matlab绘制了相应的负载曲线,理论证明了负载电压电流的关系。最后经由实验验证了通过改变负载参数和谐振固有频率,可以实现功率调节,与软件计算结果相符。     

多目标控制电网短路电流限制装置研究

传统的短路限流装置大部分串联在电路中,并且仅具备限流功能。此处提出一种新型多目标短路限流装置,系统正常运行时,装置的并联部分补偿负载产生的谐波与无功。系统发生短路时,装置并联部分退出运行,串联部分限流电抗器正常工作用来限制短路电流。这样不仅减少了多种装置带来的占地面积过大,检修维护麻烦等问题,而且大大节约了成本。     

Improved active‐diode circuit used in voltage doubler

An improved active‐diode circuit, which makes use of positive feedback to achieve fast on/off transition, is presented in this paper. The proposed active‐diode circuit can be embedded into a voltage doubler to replace the commonly used dead‐time circuit and to eliminate reverse current. In addition, the relationship between oscillation frequency, boosting and output capacitances, load‐ and on‐resistances of the power switch and the output voltage is analysed, to investigate a methodology to retain high voltage gain of a voltage doubler. The proposed active‐diode circuit is applied to a voltage doubler implemented in a commercial 0.35‐µm process with threshold voltage of about 0.68 V. The input voltage, maximum output current and oscillation frequency of the voltage doubler are 1 V, 1 mA and 0.4 MHz, respectively. Moreover, the used boosting and output capacitances are 22 nF. The highest power efficiency achieved is 83% at a load current of 0.47 mA. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于SiC器件的大功率交错并联Buck电路

交错并联Buck电路能够以较低的开关频率实现高频输出,在与传统的Buck电路输出电流相同的情况下,输出的电流纹波减小,支路电流为主电路的1/2,从而减小了开关管和二极管的电流应力,在一定程度上可以提升电路效率。碳化硅(SiC)作为一种新型材料,可以在高压、大功率、高频、高温条件下应用。在大功率条件下把碳化硅和交错并联Buck电路结合起来,与硅(Si)器件进行对比,通过实验进行验证,结果证明SiC交错并联Buck电路的应用优势。     

SPWM逆变电源的无互联信号线并联控制技术

该文提出了一种可适用于分布式发电系统或大容量UPS系统的高性能数模混合型逆变电源无线并联控制方案。这种控制技术以DSP为核心，通过检测逆变电源自身的输出功率来对高性能模拟SPWM逆变电源的电压幅值及频率进行下垂控制，从而实现了逆变电源的并联同步运行。实验结果表明，逆变电源均分负载电流的效果很好，逆变电源之间的环流很小。     

输电线路在线监测设备供电电源的研制

为研制满足户外输电线路在线监测设备供能的电源,建立取能电流互感器(TA)的功率传递方程,分析输出功率与取能TA变比、磁芯结构及特性参数和负载的关系,进而提出取能TA感应取能和锂电池组联合供电的方案。根据检流电阻测量到的副边电流值和迟滞比较器中设定的上、下限值的比较结果,取能TA可通过继电器自动切换绕组变比以降低电源热耗和增大对线路电流的适应范围。并联接入供电的锂电池组通过另一迟滞比较器减少充放电次数并实现两电池一供一备交替供电。实验测试表明,所提方案设计合理,对负载供能稳定。     

电动汽车无线充电混合补偿拓扑电路分析

无线电能传输补偿方式直接影响输出电流、电压的增益特性,提出一种混合补偿拓扑电路,解决负载动态变化时输出电流、电压不稳定的问题,可应用于电动汽车恒流恒压无线充电电路。对拓扑电路原副边线圈建立等效松耦合变压器T模型,分析得出等效负载动态变化时可以实现恒流恒压输出的特性。构建仿真模型和试验台架,仿真验证电路分析的正确性。实验验证了在串/并补偿拓扑下副边稳流输出且原边逆变电流滞后电压,在串/串并补偿拓扑下副边稳压输出且原边逆变电流与电压同相。     

直流回馈型直流电子负载的设计与研究

针对机车电源测试时用模拟负载造成能量浪费的情况,设计了一种将测试能量回馈到电源直流输入侧的能量回馈型电子负载。该电子负载由升压斩波电路和移相全桥电路级联组成。前级升压斩波电路采用单电流环控制结构,单周期控制方式,通过控制输入电感电流模拟直流电源的输出特性;后级移相全桥电路采用输入电压外环、输出电流内环的双闭环控制结构,比例积分控制方式,通过高频逆变实现输入与输出的电气隔离,并将能量高效率的回馈给测试电源的直流输入侧,使测试能量被循环使用。通过8 k W实验平台的仿真与实验,验证了设计的可行性,结果表明电子负载能节约超过80%的测试电能。