高压直流电源与谐振倍压变换器

本文详细介绍了实现高压直流电源的三种方案——串联谐振倍压变换器(SRDVCs)、并联谐振倍压变换器(PRDVCs)和串并联谐振倍压变换器(SPRDVCs)，分析了三者的工作特性，并利用MATALB给出了仿真图形。最后，利用并联谐振倍压变换器实现了一个5000V/50mA的高压直流电源，并给出了实际电路实验波形。     

考虑分布电容的高压直流电源谐振参数设计

寄生参数参与谐振使得谐振型高压直流电源参数设计困难,为了简化设计,详细讨论了考虑寄生参数的谐振型高压直流电源工作特性,提出了直接采用变压器分布电容作为并联谐振电容的设计思路,建立了基于基波分析法的简单实用的R-C等效负载模型.仿真证明了该模型在较大的频率范围内具有很好的精度,在此模型的基础上提出了设计电路谐振参数与工作频率的图表法,根据该方法设计了直接利用寄生参数作为谐振参数的80 kV/80 kW的高压直流电源.实验证明利用该方法能够达到较好的设计效果.     

基于LCC谐振的高压充电电源研究与设计

研制了一种恒频恒导通时间控制方式的LCC串并联谐振变换器作为高压脉冲发生器的初级充电电源。通过分析电流断续模式(DCM)下工作过程,定量得出了DCM LCC变换器电压、电流、功率输出特性。利用仿真软件Pspice对LCC谐振电路工作过程和特性进行仿真分析,给出变换器设计依据。最后,搭建实验样机验证了设计的正确性。     

LC串联谐振和LCC串并联谐振在高压脉冲电容充电电源中的应用比较

为得到更适合高压脉冲电容充电电源的电路拓扑,对LC串联谐振和LCC串并联谐振充电电源的应用电路特性进行了比较。利用Matlab分别对LC串联谐振和LCC串并联谐振脉冲电容充电电路进行了仿真分析,通过3kW电源样机对600μF/15kV负载电容进行了充电实验,给出了LCC串并联谐振实验波形,与仿真结果一致。实验结果说明实际LC串联谐振电路由于分布电容的影响变为LCC串并联谐振,并根据附加并联电容对电路分布电容的大小进行了间接测量,LCC串并联谐振所需供电电源功率较小、电流峰值较低、充电精度较高,因而更具优越性。     

高压直流LCC谐振变换器的分析与设计

设计了一种基于LCC串并联谐振电路的高压直流电源。通过对LCC谐振电路的详细分析 ,绘出了电路工作于主模式的状态轨迹图 ,并推导了其稳态时的解析表达式 ,根据此解析表达式画出了LCC谐振电路的负载曲线 ,为LCC谐振电路的参数设计提供了一种有效的设计方法。最后 ,根据此曲线设计了实验参数 ,给出了实验结果。     

一种新型串并联谐振变换器的分析及应用

本文提出了一种新型串并联谐振DC-DC变换器，即串并联谐振倍压变换器。介绍了该变换器的工作原理和特点，详细分析了稳态工作过程，给出了工作条件和理论分析波形。讨论了变换器的零电压开关特性及设计中的实现方法。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性，并进一步表明该变换器非常适于高压小电流输出的直流开关电源。     

电除尘高压电源LCC变换器电流断续模式分析

为了克服串联谐振、并联谐振及LCC串并联谐振连续模式应用于高压大功率静电除尘电源方面的不足,采用LCC串并联电流断续模式进行设计。基于断续电流模式下的电路模型,采用时域状态法对串并联谐振变换器工作方式进行分析和数学描述,推导得出了变换器特性解析表达式,探讨了串并联电容比值对变换器输出电压的影响,深入研究了电流断续电流模式下变换器的电压增益以及效率特性。结果表明:电流断续工作模式实现了开关管的全时零电流开通及零电流/零电压关断;增加串并联电容的比值m,可以增大输出电压,但会降低效率;在一定的范围内增大开关频率可增大电压基准增益进而提高效率。仿真及样机实验表明:所做理论分析正确,将采用电流断续工作模式的LCC变换器在应用于电除尘高压大功率电源可行。     

串并联谐振DC-AC变换器原理分析、建模及仿真

针对串联谐振和并联谐振直流环节变换器存在的谐振峰值电压过高,谐振峰值电流过大的缺点,提出了串并联谐振直流环节变换器拓扑概念。新型软开关变换器的主要优点为：谐振峰值电压可以控制在输入直流电源电压Ｕｓ,谐振频率高,谐振电路开关元件少,控制简单,且各种ＰＷＭ调制策略均可适用。文中分析了该变换器的荼原理,建立了系统的数学模型,进行了多种工作条件下的计算机仿真与实验研究。仿真与实验结果证明了该新型变换器工作     

串联谐振CCPS电路结构研究

分析了高压串联谐振电容器充电电源(CCPS)中升压整流单元的等效电路,从而将实际的串联谐振CCPS等效成一个串并联谐振CCPS,有助于对串联谐振CCPS充电特性进行分析和设备调试.     

航空高压直流电源系统LLC变换器设计

针对航空高压直流电源（HVDC）系统中大功率DC/DC变换器设计,选择全桥LLC谐振拓扑。分析了LLC变换器工作原理,使用基波近似法建立了等效电路模型,通过Mathcad软件对其电压增益特性进行分析,并介绍了变换器参数的设计步骤,最后在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型,仿真结果表明了理论分析的正确性和参数设计的可行性。     

新型半桥串并联谐振高频感应加热封口机电源

采用串并联谐振负载电路,设计了一台高频感应加热封口机电源。分析了半桥串并联谐振逆变器的基本工作原理,介绍了高频电磁感应加热封口机电源的主电路结构和开关管的驱动保护,并给出了工程设计方法。该电磁感应加热封口机电源的工作频率为500kHz,输出功率为2kW,用于食品、药品等纸包装物品的非接触加热封口。实验结果表明,该电源可以提供可调的正弦波电压和电流,性能达到了设计要求。该电源已运行于工业现场。     

LLCC谐振滤波器在高频正弦波逆变器中的优化设计

LLCC谐振滤波器在高频正弦波逆变器中得到了一定应用,但在实际工程应用中滤波器的参数设计一直没有得到充分的研究。提出一种LLCC谐振滤波器在高频正弦波逆变器中的参数优化设计方法,针对移相全桥LLCC谐振变换器拓扑,通过建立功率器件的损耗模型和Matlab优化求解,得到了以功率损耗最小为优化目标,以总谐波畸变率(THD)为约束条件的LLCC谐振滤波器优化参数。最后研制了一台输出40k Hz、10k W的电源样机,并进行实验验证。所提LLCC参数优化设计方法对于高频正弦波逆变器的参数设计具有一定的理论指导意义。     

高压电容器充电电源谐振变换器的定频控制

为有效控制高压电容器高频恒流充电电源谐振变换电路的开关频率,研制了定频控制(占空比为50%,开关频率在整个充电过程中保持不变)的20 kW高压电容器充电装置逆变电路开关电路。通过提出的充电电源电路的并联负载谐振(PLR)DC-DC变换电路的等效电路模型,研究了充电电源装置的恒流充电原理,找出了电容充电初始阶段谐振电流和开关频率的数值关系。实验研究结果表明,当谐振变换电路开关频率接近于等效电路固有谐振频率的奇数分之一时,产生较大的谐振电流;为了实现谐振变换电路开关器件的零电流开通和关断,开关频率的大小始终可控制在小于等效电路固有谐振频率的1/2的范围之内。     

A phase synchronization control scheme for LCL‐T type high‐frequency current source in parallel connection

Considering the applications of high voltage gate driving system and contactless power transmission, a current‐based power distribution is adopted as a kind of replacement of voltage based high‐frequency Alternating Current (AC) power distribution system. In order to implement high‐frequency current source, an LCL‐T resonant inverter is examined with constant current characteristic and high conversion efficiency. First, the resonant topology is studied as a high‐frequency power source, including circuit principle, operational cycle analysis, and AC analysis. The effective control and high conversion efficiency are both achieved by LCL‐T resonant inverter. Second, the phase angle control scheme is explored to improve the synchronization performance in parallel system formed by multiple of LCL‐T resonant inverters. Lastly, a prototype of parallel system is evaluated by simulation and experiment results, both of which are constructed by two resonant inverters with rated peak current of 2 A, rated output frequency of 30 kHz, and rated output power of 100 W. The experimental results in accordance with simulation prove that the better phase synchronization of output currents is achieved by the phase angle control. Hence, the high‐frequency resonant topology and phase control scheme are a feasible realization of current source that can be used to feed current‐based high‐frequency power distribution system. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd. Index Terms—high‐frequency AC (HFAC), power distribution system (PDS), LCL‐T resonant inverter, current source, phase angle control.     

高频高压谐振功率变换器工作模式的分析

本文介绍一种高频高压谐振功率变换器,利用高频升压变压器的寄生参数作为谐振元件,与外加谐振电容组成串并联谐振环节。采用断续谐振电流的工作方式,实现功率开关管的软开关。本文在分析电路的临界工作状态基础上,得出了临界负载电阻的表达式;当输出负载大于或小于临界负载电阻时,电路的工作模式顺序以及正反向谐振过程的时间均不一样,为系统的设计提供了理论依据。最后,本文设计了一台实验样机进行实验验证,并给出了实验结果。     

移相控制串联谐振式臭氧发生器电源分析

对工作在一种移相控制下的串联负载谐振式全桥逆变器供电的介质阻挡放电(DBD)型臭氧发生器的供电电源进行详细的分析，通过结合逆变桥中开关器件的通断状况和DBD电路的放电、未放电状态，得出了DBD电路的供电电源在移相控制下的2种不同点火状况及其在不同点火状况下的电路工作模态。在模态分析的基础上，推导供电电源的工作频率、DBD电路承受的峰值电压、逆变电路输出电流峰值和电路放电功率的显性表达式，并通过这些公式对这4个主要参数的调节特性进行分析。最后给出理论计算和实验结果的对比分析，验证利用模态分析方法分析DBD电路的可行性以及理论推导的正确性。     

Delta变换型UPS的仿真研究

简单介绍了Delta变换型UPS的组成和特点,进而详细分析了并联主逆变器和串联Delta逆变器的工作原理及其在UPS系统中的重要作用.同时对主逆变器和Delta逆变器的SPWM控制器建立了数学模型.最后通过对主逆变器和Delta逆变器的仿真结果的详细分析,验证了Delta变换型UPS整机运行方式.     

介质阻挡放电负载调功原理分析

利用电路谐振产生高频高幅值的正弦波电压的介质阻挡放电电源,通过调整电源的逆变电路的直流输入电压,同时逆变电路开关频率跟踪电路谐振频率,可以实现介质阻挡放电负载功率的近似线性调整。研究表明,随着逆变器直流输入电压的增加,负载放电电流逐渐增大,负载功率逐渐接近于给定直流电压下的电源输出的最大功率,负载功率因数逐渐增大,逆变器输出因数逐渐接近于1,电源效率逐渐增加。     

用于无刷直流电机驱动的谐振极软开关逆变器

用硬开关逆变器来驱动无刷直流电机会产生逆变器的开关损耗大和运行效率低的问题。为降低开关损耗,提出一种用于无刷直流电机驱动的新型谐振极软开关逆变器的拓扑结构,通过在传统硬开关逆变器的三相输出端添加辅助谐振电路,利用辅助电路中的高频变压器的等效电感与主开关并联的缓冲电容之间的谐振,实现逆变器主开关器件的零电压开关和辅助开关器件的零电流开关。依据不同工作模式下的等效电路图,分析了电路的换流过程和设计规则,并建立起了辅助谐振电路损耗的数学模型,讨论了谐振参数对辅助电路损耗的影响。制作了1台实验样机,实验结果表明逆变器的主开关和辅助开关都实现了软开关。该谐振极软开关逆变器能有效改善效率,降低开关损耗。     

串并联谐振倍压变换器原理分析、建模及仿真

针对串联谐振和并联谐振直流环节存在的谐振峰值电压过高和谐振峰值电流过大的缺点,以及对高电压小电流的要求,提出了串并联谐振倍压变换器拓扑的概念。文中分析了该变换器的工作原理,建立了系统数学模型,给出了该变换器的输出特性。仿真和实验结果证明了新型变换器原理和理论分析的正确性。