恒频PWM型零电流开关准谐振变换器分析、设计及电路实验

对传统的零电流开关准谐振变换器电路加以改进，通过引入辅助开关，使准谐振变换器工作在恒频PWM方式下。改进后的变换器，其滤波电路及高频变压器的体积明显减少，开关功率管及二极管的工作条件，以及变换器的负载调整特性等均得到明显的改善。文中对变换器的工作原理、输出特性、电路参数设计等给出了详细的介绍，一台150kHZ、25V/75W变换器的电路实验证实了改进后变换器所具有的优点。     

准谐振式软开关变换器的设计

软开关变换器适合设计高频开关电源,其特点是功率开关管仅在电压过零时开启（或在电流过零时关断）,从而将开关噪声和开关损耗降至最低。准谐振式变换器属于软开关变换器的一种,它工作在恒定频率下,仅在开关周期的部分时间内产生谐振。介绍了准谐振式变换器的基本原理,重点阐述了利用SMPS Design Toolkit 1.6软件设计准谐振式变换器的流程和方法。     

一类基本双频DC-DC变换器

从开关电感三端网络旋转得到基本DC-DC变换器出发,提出了双频开关电感三端网络和一类基本双频DC-DC变换器拓扑结构.该双频DC-DC变换器中包含高频开关单元和低频开关单元,其中低频单元主要承担处理功率的功能,高频单元主要用于提高系统性能.低频单元为高频开关分流,使高频部分可工作在很高的频率用于提高动态响应速度.并以双频Buck变换器为例,对其稳态和动态特性进行了分析,提出了改进措施来提高动态响应速度.理论分析和实验结果均验证了双频Buck变换器的输出性能与单个高频Buck变换器一致.     

调频准谐振变换器系统的非线性全阶建模及符号分析法

基于开关函数建立了准谐振变换器的全阶非线性电路模型 ,并用等效小参量法进行分析 ,可得到全符号表示的谐振元件和滤波元件状态变量的直流解和纹波解。文中分析方法表明 ,利用开关函数的非线性建模及等效小参量分析 ,可统一PWM类及谐振类变换器的分析。     

调频准谐振变换器系统的非线性全阶建模及符号分析法

本文基于开关函数建立准谐振变换器的全阶非线性电路模型，并用等效小参量法进行分析，得到了全符号表示的谐振元件和滤波元件状态变量的直流解和纹波解。文中分析方法表明，利用开关函数的非线性建模及等效小参量分析，可统一PWM类及谐振类变换器的分析。     

DC/DC变换器软开关电路的仿真研究

介绍了DC/DC变换器的种类,讨论了软开关的工作原理和零电压开关及零电流开关的实现方式。并对BUCK变换器的零电流准谐振电路和Boost变换器的零电压准谐电流进行仿真分析。     

新型电磁炉软开关高频变换器的研究与实现

本文分析了传统电磁炉主谐振电路的工作原理,针对其在实际应用中所存在的不足,设计出一种基于软开关的新型电磁炉高频变换器,并详细论述了该变换器的整个工作过程.通过实验验证,结果表明基于软开关的新型电磁炉高频变换器具有低功耗及带负载能力强等特点,有效地解决了当前电磁炉在低功率工作时,电路热损耗大和功率管易损坏等问题.     

基于单周期控制的移相全桥谐振变换器

文章介绍的移相全桥谐振变换器拓扑,结构简单、成本低、效率高,容易实现软开关和较低的电磁干扰。输出部分采用Class- E倍流谐振整流器,这种整流器适合工作于高频谐振变换器拓扑,具有低损耗、高效率、低EMI的特点,且其倍流式结构适合于低压大电流输出电路。控制部分采用单周期控制方法,能有效提高电源的动态响应。文中分析了这种移相全桥变换器的工作原理,并给出了仿真电路图,最后用实验结果验证了理论和仿真分析的正确。     

适用于ISOS拓扑的高压DC/DC变换器研究

在电力电子变压器和直流配电网等领域,需要采用DC/DC变换器双向传输能量。为了适用不同电压等级电网,研究适用于ISOS拓扑的双向DC/DC变换器,采用双向LLC谐振实现能量双向流动时开关器件的ZVS和准ZCS,使用均压电阻实现系统的稳态均压。首先描述双向LLC谐振变换器的工作波形,然后采用基波分析法对电路的增益特性进行分析。将适用于ISOS拓扑的增益特性及软开关的实现条件作为双向LLC谐振网络设计的依据,并对高频隔离变压器和ISOS拓扑的均压电路进行分析与设计。最后研制2个6.25 kW的变换器,对所提出的设计方法进行验证。试验证实变换器能够实现能量双向传输时开关器件的ZVS和准ZCS,并且能量双向流动时变换器具有相同的增益特性,同时变换器的串联不均压度小于3%。     

新型脉冲固体激光器电源的软开关技术研究

将软开关技术应用于Buck型准谐振DC/DC变换器构成的激光电源,减小了开关损耗,减轻了电路体积.针对主电路工作原理,在控制电路中采用了单周期控制技术,有效地改善了直流输出电压的特性.通过电路建模的方式,使用Marlab软件对电路进行了仿真.并对电源电路进行了实验研究,设计了硬件电路并确定了主要电路参数.实验结果证明了原理分析和设计方法的正确性.     

基于传输线变压器的功率合成/分配器的原理与设计

基于传输线变压器的功率合成/分配器具有宽频带、应用频率高、体积小、承受功率大、损耗小的特点,是一种良好的射频器件.本文根据传输线变压器的基本理论,通过分析功率合成/分配电路的两大组成部分--功率合成/分配网络和阻抗匹配网络,分别得到对传输线和磁芯的不同要求.总结出一种设计功率合成/分配器的通用方法,为设计功率合成/分配器提供了理论参考.     

PI调节逆变式IGBT感应加热电源频率自动跟踪技术

针对感应加热过程中谐振频率不断变化的问题，采用以SG3525A为核心的感应加热电源，检测电源输出电压与输出电流之间的相位差大小，并以此信号作为PI调节的输入，通过该调节器控制感应加热电源的工作频率，实现了系统谐振频率的自动跟踪。该方法具有跟随速度快、频率跟踪准确、电路设计简单、工作可靠等优点。对上述方法的原理、电路设计以及实验结果等做了详细的分析和介绍。     

±500kV柔性直流阀段等效试验设计和控制

对±500kV柔性直流多电平换流器桥臂的工作原理进行了分析,在对阀段稳态工况和直流侧短路工况的基本特征进行总结的基础上,基于稳态和短路状态下电压应力、电流应力和热应力的等效工作原理,设计了一种功率模块试验装置等效试验电路,可满足不同功率等级的至少一个功率子模块在稳态工况和短路工况下的试验要求,针对该等效试验电路,在模型分析的基础上设计了满足试验要求的控制策略,以及设计了基于三层结构的阀段控制保护系统。搭建了一个五模块的2组阀段系统组成的2个桥臂,进行了相关的试验验证。试验结果表明,所提功率模块试验装置等效试验电路以及阀段控制保护系统能够满足试验要求,对多组阀段系统的控制方法是有效的。     

空间矢量法自适应检测基波正负序及谐波分量

为了满足系统各分量的实时检测,结合空间矢量概念与自适应干扰对消原理提出了适用于三相系统的基波正、负序分量和谐波分量的自适应检测方法,并详细地分析了检测电路的频率特性。结果表明,所提出的自适应检测方法对于基波检测回路相当于一个理想的二阶带通滤波器,对于谐波检测回路相当于一个理想的二阶陷波器。当被检测信号发生严重畸变时,为克服高次特征谐波对检测精度的影响,采用了在积分器前串接低通滤波器的方法来减小谐波引起的权值波动。用软件PSCAD/EMTDC仿真带不对称负荷的三相电压型逆变器的结果证明了所提检测方案正确有效。     

统调动力源系统单相接地故障选线研究

发电厂辅机统调动力源系统为非工频小电流接地系统,其单相接地故障常规保护装置及工频小电流接地选线装置均无法正确识别。文中分析了统调动力源系统的运行工况,计算了单母线低频率的极端工况下最小接地电容电流数值,据此提出研制非工频小电流接地选线装置的技术要求,并开发出高精度、能够适应系统频率变化的发电机统调动力源接地选线装置。设计了专用的功能及性能模拟测试电路对装置进行检测,结果表明,该装置完全满足设计要求,投运后运行良好,解决了工程难题。     

双开关T型并联谐振逆变器拓扑结构研究

为实现感应加热电源高频化、高效率化及高功率输出能力,提出了以MOSFET作为开关的T型并联谐振逆变器电路拓扑结构。它能够输出理想的正弦电压波形,开关元件工作在零电压开关(ZVS)状态,降低了开关损耗,提高了工作频率和效率。逆变器的ZVS工作状态不受负载影响,且工作状态稳定,易控制。详述了电路构成及工作原理,研究并分析了电流、电压的关系,最后给出了实验结果。     

Three-phase voltage-fed type PWM power converter via power factor control

Recently, the voltage-fed type PWM converters have been investigated for their ideal and inherent properties as a dc power source. However, the current control system generally used may be somewhat complicated due to dc voltage detection. We propose here a simple control system of the PWM converter using the power factor control in which dc voltage detection is not always needed. In this system, the dc voltage is given by the line voltage and the modulating index of the PWM converter. The principle of the PWM control system is shown at first. From the simplified circuit model and its phasor diagrams, some basic relations of the PWM converter system are obtained and some fundamental characteristics are shown. From these investigations, it is seen that the phase control region is restricted to a certain angle, which depends on the setting power factor, the modulating bypass index of the PWM and the load. Under the operating condition of unity power factor, it is given by ±π/4 for both the converting and inverting operations. The system can be operated over the all-control range of the modulating index by restricting the angle to this critical value for the angle over this control range. The ideal operating characteristics as a dc power source can be verified by some experimental results, including the operating waveforms of line current, the steady state characteristics and the transient response between both operations of the converter and inverter. In this system it is simple to construct the control circuit; it also has some inherent and excellent characteristics as a voltage fed type dc power source. This control system may be applicable to any types of PWM converter used today.     

电子电流互感器高压侧电路设计的改进

为提高电子式电流互感器测量精度,在此对高压侧电路进行了改进,提出了目前新的设计方案.主要叙述了Rogowski线圈、高压侧电源、高压侧信号处理电路即积分电路、移相电路的改进情况.通过采用新型罗氏线圈可使线圈均匀绕制和每匝线圈横截面相等,克服了传统罗氏线圈的缺点.提出了一种新的高压供电方案,使供电电路能够在母线大电流和空载小电流下仍能正常工作,提供稳定的输出电压,有效解决了电子电流互感器高压侧电源问题.介绍了数字积分器,采用积分算法设计的数字积分器具有更高的精度和稳定性,相位特性优良.同时提出基于贝塞尔滤波器的全通恒时延滤波器,其幅度特性恒定,而且在低频范围内具有恒定的延迟时间.     

薄弱电网下新能源设备并网锁相同步方式综述

随着风能与光伏等新能源的广泛应用,为实现新能源设备的稳定并网运行与精准功率控制,需要在控制中加入锁相同步环节获取准确的电网相角信息。当新能源设备接入薄弱电网时,常规锁相同步方式往往不能达到理想的锁相同步效果。为此,首先阐述了常规锁相同步方式的结构及建模;然后针对新能源设备接入薄弱电网时,常规锁相同步方式不能适应不对称及谐波、频率相位突变与低短路比的运行环境,需要对常规锁相同步方式进行优化设计,分别对上述运行环境下的改进型锁相同步方式进行分析;最后指出了薄弱电网下改进型锁相同步方式的发展方向,即需要研究低短路比电网下的参数设计方法以及提高多场景薄弱电网下的运行性能,为后续相关研究提供参考。