开关电源PCB的近场EMC预测优化设计

开关电源是典型的非线性负载,因具有功耗小、效率高、尺寸小、重量轻等特点被应用在舰船低压配电系统中.开关电源工作在高频时产生较强的电磁干扰(EMI)和高次谐波,这些噪声干扰不仅干扰自身的正常工作,也会污染周边的电磁环境.此处针对开关电源印制电路板(PCB)设计中引起的电磁兼容(EMC)问题,提出基于电磁场仿真的预测优化方法,通过建立PCB近场辐射等效模型,分析板图中辐射强度较大的区域,优化PCB布局走线,提高PCB设计的EMC特性.仿真结果表明,在设计阶段引入电磁场仿真的方法,可以预测PCB近场辐射特性,优化设计后能大幅度将低电磁场辐射强度.最后搭建了电源实验平台,通过实验验证了所提PCB EMC预测优化方法的有效性和可行性.     

基于故障树的谐振开关电源故障诊断研究

本文主要论述了一种基于故障树分析的LLC谐振型开关电源的故障诊断方法。本方法通过建立LLC谐振型开关电源的故障树方法,结合电路原理分析及仿真验证,实现LLC谐振型开关电源的故障定位。     

半桥LLC谐振变换器参数优化设计

针对半桥LLC谐振变换器工作原理分析复杂、参数设计直观性较差等问题,根据谐振电流、励磁电流的变化关系,简化了半桥LLC谐振变换器工作原理的分析。由变换器的等效电路模型分析了其电压增益、阻抗特性,并通过相应的电压增益曲线、阻抗特性曲线直观地分析了各参数间相互关系,给出了参数的优化设计步骤。最后设计了180W/24V驱动电源,仿真及实验结果均达到预期效果。     

基于UCC25600的LLC谐振变换器设计

介绍了TI公司的LLC谐振变换器控制芯片UCC25600。分析了LLC电路的工作原理和UCC25600在LLC半桥谐振式开关电源中的用法。采用磁集成技术,利用变压器的漏感和励磁电感,将谐振电感Lr集成到变压器中,减少了磁件的数量和体积,减小变压器副边漏感,以确保副边整流管实现零点流开关。最后制作了样机,实验结果表明,该LLC谐振变换器结构简单,运行可靠,输出稳定。     

半桥LLC谐振变换器分析与设计

介绍半桥LLC谐振变换器的工作原理,在此基础上分析计算半桥LLC谐振变换器的主要参数,并以FSFR2100型控制芯片设计出一种半桥LLC谐振变换器,测试结果表明,半桥LLC谐振变换器具有高效率、高功率密度、低电磁干扰的特点.     

基于LLC拓扑的宽电压输出LED驱动电源研究

半桥LLC谐振变流器作为中功率开关电源的最佳拓扑选择,通常应用在恒压输出场合中.针对用于LED驱动的高效率恒流电源的DC/DC部分,这里提出一种适用于宽范围输出的新设计方法,并给出设计流程,分析了对设计参数的影响和高效率优化.同时根据所述设计原则构建了一台140 w的半桥LLC变流器样机,经过参数优化,其在整个输出电压...     

宽输入LLC谐振变换器多电平控制策略

为了满足对宽范围输入电压适应能力与高效率的要求,通过对三电平LLC谐振变换器的控制策略进行调整,得到一种多电平工作模式半桥LLC,该变换器可根据输入电压大小工作在两种电平模式,在不改变谐振元件参数的前提下将输入电压适应范围扩大一倍。对LLC变换器的电压增益特性及功率损耗进行分析,明确了其输入电压适应范围的限制因素。通过分析LLC变换器多电平工作模式及其对输入电压适应范围的影响,确定了多电平工作模式的控制策略。仿真和实验结果证明了多电平工作模式半桥LLC的宽输入适应性以及高效性。     

开关电源电磁辐射干扰的建模与仿真

针对开关电源电磁兼容实验中辐射干扰的超标问题,提出了印制电路板(PCB)电磁兼容优化设计方法,即采用改进PCB版图的措施,基于场路结合的方法,在电源设计初期进行互补分析。以典型的Flyback开关电源为研究对象,分析了其电磁干扰产生的机理,建立其高频电路仿真模型,采用CST设计工作室进行电路行为级仿真。利用CST微波工作室建立PCB的三维场仿真模型,并进行了全波时域仿真。仿真研究了PCB的表面电流和远场电磁辐射的分布。基于PCB电磁兼容优化设计流程,采取了有效的整改措施,对该电源PCB进行了优化。     

基于混合控制模式的宽范围LLC谐振变换器设计

为了提升LLC谐振变换器的输入电压范围,提出了一种混合控制的方式来提升LLC谐振变换器电路的增益。将整个控制分为3个模式,分别为全桥模式、半桥模式以及混合模式。在混合模式下,通过PI运算得出半桥LLC谐振变换器和全桥LLC谐振变换器分配的权重,控制信号由数字信号处理器DSP28335发出,让整个电路在控制周期的一定时间内工作在全桥LLC谐振变换器模式,其余时间工作在半桥LLC谐振变换器模式。前期通过分析和仿真,能够确定控制方式的最佳控制方案,最后通过一个输入50~150 V直流、输出12 V/5 A的实验样机,验证了所提控制方式的正确性和合理性。     

非对称半桥交错并联输出式LLC谐振DC-DC变换器设计

LLC谐振变换器由于谐振特性,能够较容易实现软开关和增大变换器功率密度,在中大功率场合得到广泛应用。为了增大功率密度提高输出容量,设计了一种非对称半桥交错并联输出式LLC谐振DC-DC变换器,对变换器的工作过程进行了分析。分析了不同k值对变换器的影响,对谐振网络进行了等效分析。不同谐振频率下变换器分布在不同的工作区域,不同的工作区域中开关MOS管实现软开关过程的难易程度不等。通过仿真和样机测试验证了设计的变换器开关管能够实现零电压开关(ZVS),能够有效减小变换器的开关损耗。     

LLC半桥谐振变换器参数设计法的比较与优化

LLC半桥谐振变换器以其高效率、高功率密度等优点成为研究的热门拓扑.合理选择其参数的是实现变换器高工作效率.优良软开关特性的前提和保证.介绍了一种皋丁频域分析的参数设计方法,在总结其优缺点的基础上给出一种更为精确的频域、时域相结合的方法.通过优化参数设计,并根据该设计策略制作了一台LLC半桥谐振变换器样机,以验证所述方法的可行性.     

临界连续模式下高功率LED驱动电源谐振控制方法

针对传统LED驱动电源谐振控制方法电路控制谐波异常导致输出电流过冲、电压稳定控制效果差和时延高等问题,提出了临界连续模式下高功率LED驱动电源谐振控制方法。结合PFC和LLC半桥两种方式,控制LED驱动电源谐振部分的频率变化值,选取开关恒流源,选取FSFR2100集成控制芯片作为控制芯片。在临界连续模式下,计算高功率LED驱动电源电路中电感值、滤波电容,以此为参量依据,设定电路中的电压范围与最小开关频率、输出功率等,校正PFC电路控制谐波。以PFC控制器所计算的电流与电压数据为基础,计算谐振频率值,通过谐振网络部分调整电压增益,确保LED驱动电源开关管实现零电压开关,实现临界连续模式下高功率LED驱动电源谐振控制。实验结果表明,采用该方法进行谐振控制的LED驱动电源,工作效率和PF值分别保持在88%和0.99以上,并且开关损耗低,未出现电流过冲,输入电压与输出电流波形相同,整体控制效果较好。     

开关电源电磁干扰的抑制措施

分析了开关电源电磁干扰产生的机理.从电路措施、元器件选择、屏蔽、印刷电路板(PCB)抗干扰设计等几个方面,对开关电源电磁干扰的抑制措施进行了分析讨论.     

开关电源电磁干扰的抑制措施

开关电源技术是一项综合性技术,其电磁干扰问题及与其他电子设备的电磁兼容问题已成为人们关注的热点。本文对开关电源电磁干扰的产生、传播机理进行了简要介绍,并从电路结构、EMI滤波、屏蔽、印制电路板抗干扰设计等几个方面,对开关电源电磁干扰的抑制措施进行了分析讨论。     

基于半桥LLC谐振变换器的多路输出辅助电源设计

根据辅助电源高可靠性、高稳定性、低电磁干扰的要求,详细介绍了基于半桥LLC谐振变换器的多路输出辅助电源关键参数以及驱动和启动电路设计。主电路采用零电压准谐振变换器控制芯片UC3863控制。实验结果验证了设计的正确性。     

Analysis and Experimental Validation of an Interleaved LLC Resonant Converter with Reduced Component Count

This paper presents an interleaved LLC resonant half-bridge DC-DC converter with lesser component count. Unlike most of the conventional interleaved LLC resonant converters, the proposed converter uses only one power transformer having two primary windings and one secondary winding. The primary windings of the transformer are fed in parallel via dual resonant tanks by operating the power switches of half-bridge network with interleaved half-switching cycle. Due to parallel feeding, core magnetization current divides equally between primary windings. Consequently, the effective value of magnetization inductance seen at each primary winding becomes twofold of the measured value. An equivalent circuit of converter is derived to validate this phenomenon. The gain characteristics of the equivalent circuit indicate that the maximum gain of converter occurs at relatively lower switching frequency than the conventional two power transformers-based interleaved LLC converters. Consequently, the proposed converter will have same operational characteristics at half magnetizing inductance. The validity of developed equivalent circuit and operational principle and performance of converter are confirmed by both simulation and experimental results of a 1000-W prototype. The experimental results show that for an input voltage of 400 V, converter has maximum efficiency of 96.24% at output power of 1000 W.     

Development of an integrated CAD tool for switching power supplydesign with EMC performance evaluation

A computer-aided tool for the design of switching power supplies integrating a layout editor, autorouter, component library builder and EMI simulator is presented. The software takes on a modular approach and develops the printed circuit board (PCB) layout with emphasis on electromagnetic compatibility (EMC). The prediction of interference level is achieved by SPICE simulation with suitable model assignments of EMI sources, components, and PCB tracks. An offline forward power converter is built and measured to verify the simulated result. Finally, a performance index is introduced to act as an indicator for the EMC performance of a given PCB layout     

基于dsPIC的LLC串联谐振DC/DC变换器研究

LLC串联谐振变换器具有拓扑结构简单、高效率和易高频化等特点,因此得到了广泛应用。而开关电源的数字控制实现可采用先进的控制策略,以简化系统结构,缩小体积,提高系统性能。介绍了LLC串联谐振型DC/DC变换器的工作原理,提出了采用数字控制芯片的控制方案,最后给出了900 W功率的实验样机,验证了数字控制LLC串联谐振变换器的优良性能。     

高效率LLC谐振变换器的定频混合控制策略

LLC谐振变换器为实现输出电压在宽范围内变化,普遍采用变频控制策略。然而变频控制策略存在谐振参数设计困难、变压器体积较大和电磁兼容等问题。为克服变频控制策略中存在的问题,提出定频变母线电压和移相混合控制策略。通过增大副边开关管零电流关断范围,提高变换器的工作效率和功率密度。分析所提控制策略的工作过程和软开关实现条件,并提出谐振网络参数设计方法。     

基于GaN HEMT的半桥LLC优化设计和损耗分析

较之于传统硅器件,新出现的增强型氮化镓晶体管GaN HEMTs(gallium nitride high electron mobility transistors)具有很高的开关速度和高功率密度的特性,可以为直流变换器提供有效的改进。为了解决GaN HEMT在硬开关应用场合下的波形振荡并提高功率密度和效率,采用半桥LLC谐振变换器为本次应用的拓扑结构。以减小损耗为目的,优化了LLC的谐振参数和死区时间。在400 V输入电压、开关频率300 kHz和输出电压18 V电流12 A的测试条件下,效率达到95.59%。最后对变换器的损耗来源进行分析,损耗的理论计算值接近实际测量值,证明了方法具有一定的实用性。