电流型全桥软开关变换器的频率跃变现象分析

为分析电流型全桥软开关逆变器中出现的频率跃变现象,针对软开关电路的高维、自治特性,提出了一种基于半解析半数值方法的广义离散映射模型,并基于Floquet理论给出依据该离散映射模型的系统局部稳定性判定方法.经分析表明该频率跃变现象是系统闭轨失去稳定性后,状态流转向邻域内其他闭轨所产生的频率跳跃现象.此外,基于电路阻抗的分析结果表明系统的电路阻抗随着负载变化出现多零相位角频率,是引起该跃变现象的主要因素.最后,通过搭建实验平台进行的观测结果验证了该频率跃变现象.     

容性负载可控整流电路倍周期分岔行为

针对开关电路的周期分岔非线性行为,本文提出一种基于电路拓扑切换序列的分析方法,并运用该方法对基于双向晶闸管的可控整流调压电路在容性负载情况下的倍周期分岔行为进行了分析。文中采用等效电阻的方法建立了双向晶闸管的数学模型;结合其触发导通条件以及整流桥的导通条件,分段建立了系统状态空间描述,进而建立了系统离散迭代映射模型并进行了实验验证;结合系统分岔图及相图,采用拓扑切换序列方法有效分析出系统同时存在边界碰撞分岔及标准倍周期分岔;进一步阐述了造成这两种分岔的原因。研究结果对分析和设计容性负载可控整流电路具有较好的指导意义,对分析类似开关电路的分岔等非线性行为具有一定的参考价值。     

软开关电路的原理与分析

软开关技术利用在零电压(零电流)条件下控制开关器件的导通和关断,有效地降低了电路的开关损耗和开关噪声而在电力电子装置中得到了广泛的应用.介绍了软开关电路的原理,重点介绍了几类软开关电路,并对其中的重点电路的特点做出分析.     

基于GaN-HEMT器件的双有源桥DC-DC变换器的软开关分析

对运用双有源桥DC-DC变换器(DAB)的软开关电路进行了建模,并依据此模型,对运用不同开关管的DAB软开关范围进行对比。首先,介绍传统移相控制下的DAB的工作原理,推导辅助电感的电流值。然后,对DAB的左右全桥的开关管进行了软开通电路建模。通过对MOSFET和GaN-HEMT两种开关管的输出电容进行数值拟合,对比二者在不同工作状况下的开通过程,发现运用GaN-HEMT能够扩大软开关范围。之后,根据GaN器件结构的特点,对不同死区时间下的电流尖峰和电路损耗进行对比。最后,基于Pspice仿真软件得到了不同条件下软开关的电感电流和寄生电容电压波形,分析了变换器的功率特性,并搭建GaN-HEMT实验平台进行了实验验证。     

三电平DC-DC变换器的无源软开关新方案

本文针对六种基本的三电平DC-DC变换电路和已存在的无源软开关电路，研究了三电平DC-DC变换器的软开关新方案，给出了实用的三电平无源软开关BUCK、BOOST、BUCK－BOOST和CUK电路。文中归纳了该种软开关单元的统一的构成方法，详细分析了该种软开关单元的工作原理和工作过程，并分析了其不适用于SEPIC和ZETA电路的原因。本文最后进行了仿真和实验研究，验证了该电路的有效性。     

新型软开关脉冲MAG焊逆变电源的研究

根据脉冲MAG焊工艺特点,脉冲焊电源必须具有良好的动态特性、较大功率输出以及较高的可靠性.由于零电压软开关电路拓扑结构简单,软开关控制的实现简易可靠,因而特别适合较大功率焊接应用场合.本文通过对传统脉冲逆变焊机优、缺点的分析,并基于对相移式全桥零电压软开关电路基础理论的系统讨论,提出了一种适合脉冲MAG焊工艺的零电压软开关电路拓扑,并对其工作机理进行了系统研究.试验测试证明,所设计的新型软开关脉冲MAG焊逆变电源具有全范围的软开关能力,其开关损耗低、外特性良好,符合焊接工艺的要求.     

软开关逆变器中动态损耗的测试和建模

相比较传统硬开关电路,软开关逆变器可以显著地提高效率和功率密度。为了能够更加有效地设计软开关逆变器中的电路参数,探讨了IGBT器件零电压关断损耗和磁性元件磁芯损耗的测试和建模方法。该方法包括测试过程中探头延时校准、测试平台的设计以及测试得到的损耗数据拟合为数学模型的方法,利用该方法对典型IGBT模块的关断损耗进行评估和选择,结合磁性元件的损耗模型对软开关逆变器进行了损耗分析和优化设计。根据理论计算结果设计了1台30 kW软开关逆变器样机,实验结果验证了该动态损耗模型的准确性,并且实现了高功率密度和高效率的设计目标。     

一种三相四桥臂逆变器的数学模型分析

在分析三相四桥臂逆变器工作模态的基础上,引入开关状态函数建立了四桥臂逆变器系统离散的、非线性的数学模型.提出应用开关周期平均算子,将离散的系统化成连续的系统,并用小信号扰动法将非线性的系统化成线性系统,建立了从三相四桥臂逆变器控制输入到逆变器输出的传递函数数学模型.并应用PSIM软件对相同参数下元件电路开关模型和传递函...     

电流模式Boost变换器中切分岔迭代映射构造

切分岔是非线性动力系统中的一种特殊分岔,本文研究了因切分岔而引发的变换器电路的阵发混沌现象.首先建立了符合实际电路限定条件下的离散迭代映射模型,然后通过数值仿真手段构造了阵发混沌中主要的周期3、周期4、周期5及平行周期3等周期窗的切分岔离散迭代映射,从而阐述了开关DC-DC变换器电路发生阵发混沌的机理和各周期窗形成的原因.     

开关变换器的传输线模型与数字仿真研究

针对变换器的平均分析法无法分析变换器瞬态过程和分布参数对系统动态性能影响的问题，研究了基于变换器传输线建模技术的数字仿真方法，提出了电路元件电容、电感、开关器件和开关变换器的数字离散仿真模型，并进行了实验研究。这种离散建模技术以传输线理论为分析基础，得到的变换器数字仿真模型只与系统组成结构有关，而与系统中的开关状态无关。实验结果表明，与原有的分析变换器暂态过程的离散分析方法相比，该方法使用简单，物理概念明确，由于采用无源线性网络作为建模基础，变换器传输线建模方法的数字仿真算法具有无条件的数值收敛。     

基于MATLAB/Simulink的仿真平台在分析开关电路中的应用

讨论MATLAB/Simulink环境下PWM直流变换器的状态空间计算问题，构建了对硬开关、软开关电路都适用的开关系统仿真平台。直接采用状态方程并借助于Simulink提供的紧凑结构，所建平台具有稳定、高效等优点。对硬开关、软开关电路的算例证实了本文所建仿真平台可行、有效。     

谐振型软开关逆变电路冲击起振研究

介绍了谐振型软开关逆变电路的原理,对谐振软开关逆变电路进行了建模,分析了其起振问题,得出在电路起振瞬间,谐振电容两端电压存在过零点时电路才能正常起振的结论。通过瞬间注入电流的方法解决了逆变电路的软开关起振问题,并理论计算出电流注入时间。最后通过仿真与实验验证了该方法的可行性。     

SLR式软开关充电电源的设计

设计了一种以串联负载谐振变换器为主电路拓扑的充电电源,介绍了串联负载谐振变换器的工作原理和软开关特性。分析了在电池负载条件下电路的电流特性,设计了控制电路,通过定脉宽调频控制实现对负载的恒流充电。针对输出电流纹波较大的问题,设计了电源模块交错并联的解决方法,仿真验证了该方法的可行性。研制了一台电源模块样机,实验结果表明...     

Boost ZVS PWM变换器混沌现象研究

为了研究软开关功率变换器中的混沌现象,以Boost ZVS PWM变换器为研究对象建立了精确离散数学模型,并基于此模型得到Boost ZVS PWM变换器的分岔图,通过仿真电压、电流及相平面图证明了分岔图与变换器运行状态基本一致,利用曲线拟合的方法划分出变换器的稳定区域,得到稳定区域随负载变化的趋势.本文建立的精确离散数学模型建立在数学通用公式基础上,可以应用于其他软开关DC/DC变换器混沌现象的研究.     

三电平Boost变换器软开关技术的研究

针对软开关多电平变换器具有效率高、功率因素高、开关应力小等众多优点,在原三电平Boost变换器基础上,提出了一种新型Three Level Boost软开关电路。首先分析了在不同模式下Boost TL电路结构的优缺点,同时给出了电路实现最优效果的控制模式;接着,提出了一种新型Boost TL软开关电路,通过对电路工作模式进行详细分析,给出了Boost TL变换器实现软开关运行的条件。最后,通过Saber仿真,验证了理论设计的正确性和可行性。     

高频电源模块缓冲电路优化探讨

高频电源模块的噪声主要来自功率变换和输出整流滤波电路。ZVZCSPWM全桥变换器实现了开关管的软开关，但其输出整流二极管不是工作在软开关状态，输出整流二极管在换流时，变换器的副边存在寄生振荡。本文讨论其产生原因及抑制办法。     

基于LCC负载谐振的DC/DC开关电源研究

此处以LCC负载谐振拓扑为基础,实现了变换器软开关DC/DC开关电源,深入讨论了LCC负载谐振情况下实现DC/DC电源的工作原理、工作过程、系统输出与输入关系以及实现方法.探讨了谐振槽路参数对变换器特性的影响,并据此设计了电路参数.构造了基于DSP的闭环控制系统,给出了仿真和实验结果,验证了该DC/DC开关电源的可行性...     

用类比分析法研究无源软开关电路的新拓扑

提出一种将类比分析方法应用到典型的单管开关变换器，从变换器直接提取出简洁的能量再生电路拓扑的研究方法。从电路类比与状态类比两方面对此方法进行了深入的探索与研究。基于此新方法导出了无源软开关电路新拓扑。其在Boost变换器的应用电路除了能有效地对开关元件进行缓冲外，还具有较宽的软开关工作条件范围、较低的电压应力、较低的成本等性能。对此电路进行了理论分析与实验测试，证明提出的研究新方法，具有推导简单、物理意义清晰、直观；更重要的是能够进一步深入地研究无源软开关电路新拓扑以及寻找新电路拓扑。     

400Hz软开关逆变器的研究

本文以单向电压源高频链逆变技术为基础设计了一种由直流变换环节和逆变环节两级级联组成的软开关1kVA／115V／400Hz单相正弦波逆变器。前级DC／DC直流变换环节采用双管正激电路，应用零电压转换谐振技术实现软开关；后级DC／AC逆变环节采用全桥电路，应用高频脉冲直流环节逆变技术实现软开关，克服了依靠辅助谐振网络实现软开关结构复杂、控制难度大的缺陷。最后在空载、阻性负载条件下对研制的小功率逆变器样机进行了实验。实验结果表明该逆变器两级变换环节基本上实现了开关器件的零电压开关，输出电压稳定，输出波形质量较高。     

基于离散域采样数据模型的DC/DC变换器等效电路

提出了一种针对数字控制变换器的大信号模型精确建模方法。通过深入分析在不同调制方式下变换器的采样数据模型,提出了基于离散域采样数据模型的等效电路推导方法;同时,给出了等效性判别准则,该准则可用于判别所建立模型的精确性。以采用不同调制方式的同步Boost变换器作为研究算例,通过分析所得采样等效电路模型,成功解释了不同调制方式下变换器稳定性不同的根源,所得理论分析结果和仿真结果保持一致。