一种高可靠无源恒流LED驱动电源

针对如何提高发光二极管(LED)驱动电源的使用寿命以及可靠性等问题,提出一种新型高可靠无源恒流LED驱动电源,并对其工作原理和性能特点进行了分析。由于该电源内部不含有电解电容,因此克服了由电解电容引起的LED驱动电源与LED理论使用寿命不匹配的问题。该电源内部不含有任何有源开关器件以及相关驱动、控制电路等,因此电路简单可靠。在工频交流电压输入时,其输出电流值近乎恒定,与所接负载LED串联颗数无关。最后,制作了一台220 V工频交流电压输入,输出电流平均值为350 mA,额定输出功率为42 W的试验样机,在负载LED颗数发生变化时,其输出电流识误差在10%以内,输入功率因数接近1,效率达到93.3%,实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于状态反馈线性化的IGBT外部热管理

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的热管理技术能降低其运行时的结温波动,提高器件的可靠性.针对IGBT外部热管理系统中的非线性成分,建立系统的仿射非线性模型.通过引入状态反馈线性化方法对其进行线性化,弥补目前IGBT热管理控制系统设计中缺乏精确数学模型的缺陷.基于线性二次型调节器(LQR)设计一种闭环控制方法,通过调节外部散热条件以平滑IGBT运行时由于负载波动导致的低频结温波动.基于Buck电路进行实验,实验证明,所提算法对负载电流在额定值的60％～100％范围内波动时,能够降低约60％的结温波动,提高IGBT约69倍的寿命.最后,基于小电流注入法在线测量结温,验证了基于模型计算结温的准确性.     

双频三相功率因数校正

文中提出了一种新型的双频三相全桥功率因数校正器拓扑结构。该拓扑结构由两个三相全桥功率因数校正器（PFC）单元级联而成,共用直流母线。其中一个PFC单元工作在高频,决定系统的补偿性能;而另一个工作在低频,主要承担输出功率的任务。该拓扑结构功率因数校正效果与单个高频全桥PFC相同,而损耗与单个低频PFC相当。文中对高频PFC单元采用单周期控制方式.对低频PFC单元采用滞环控制。仿真和实验结果证实了理论分析的正确性。     

复合双频BUCK变换器

提出一种复合双频Buck变换器,对其工作原理和性能特点进行了详细分析。复合双频Buck变换器的高频部分为三电平Buck单元,低频部分为两电平Buck单元。与三电平Buck变换器相比,复合双频Buck变换器具有较高的效率,而且其"隔直"电容可以取得更小。与双频Buck变换器相比,其具有高频开关电压应力低,输出滤波电感、滤波电容小,动态负载性能好等优点。最后,在理论分析的基础上进行了实验研究。     

双频Buck变换器工作模式

研究了基本双频Buck变换器可能存在的工作模式,详细分析了工作于"模式一"时变换器的工作原理。结果表明,基本双频Buck变换器的稳态和动态性能都存在明显缺陷,其应用领域受到限制。讨论了改进双频Buck变换器的工作模式,特别分析了其工作于"模式二"时的工作原理,在此基础上研究了改进双频Buck变换器工作模式的判定方法,提出了变换器在整个负载变化范围工作于"模式一"的关键条件。最后,在理论分析的基础上进行了实验研究。     

基于DQ变换三相三开关Boost型开关整流器的DC和AC分析

该文将三相三开关Boost型开关整流器分解成几个子电路，然后对各子电路进行DQ变换，得到相应的DQ模型，最后把各子电路的DQ模型连接起来，得到三相三开关Boost型开关整流器的DQ模型及其简化DQ模型。在此基础上，进行DC和AC分析，得到三相三开关Boost型开关整流器直流工作点和交流传递函数，经过分析，三相三开关Boost型整流器具有如下特征：（1）输出电压可以从零变化到一个最大值；（2）在稳态时，系统可等效为一个理想是流源，（3）输入侧的功率因数在一定的范围内可以控制，仿真结果验证了理论分析的正确性。     

单周控制三相PFC中积分时间常数的影响

单周控制作为一种新型的控制方式被广泛应用于各种三相功率因数校正(PFC)电路的控制中。由于单周控制单元中的积分器需采用模拟电路实现，模拟电路积分时间常数易受电路参数的变化而变化。本文对单周控制三相六开关全桥PFC的三个积分器实现方案和单个积分器实现方案中时间常数的变化进行了分析，分析结果表明：积分时间常数变化时，三个积分器实现方案会在相电流中引入直流分量，并引起电流畸变；而在单个积分器实现方案中，可以自动抑制直流分量的产生。同时分析了积分时间常数与系统稳定性和电压应力之间的关系，提出了确定积分时间常数的原则。实验结果证明了理论分析的正确性。     

移相控制双Boost型DC-DC变换器

本文提出一种移相控制双Boost型DC-DC变换器,该变换器具有以下特点:控制简单可靠,有现成的移相控制芯片可用;有源和无源器件都能实现软开关,不增加开关的电流电压应力;由于它的输入电感电流和输出电压纹波频率都为开关频率的两倍,达到了倍频的效果。所以,与传统的Boost型DC-DC变换器相比,在输入输出条件相同的情况下,输入电感和输出电容都可以减小。本文详细分析了这种变换器的工作原理,在理论分析的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明了理论分析的正确性。     

双频Buck变换器

该文提出了一种双频Buck变换器拓扑结构，并对其进行了稳态和动态分析。该结构由两个Buck单元构成，一个工作在高频状态，另一个工作在低频状态，高频单元用于提高系统动态响应速度和输出精度，而用低频单元输出功率。该双频变换器不仅可以改善系统响应速度，提高控制精度，降低损耗，并且两个变换器之间不会产生环流。试验结果证明了该理论的正确性和有效性。     

一种提高IGBT行为模型暂态精度的模型参数校正方法

一般绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)行为模型通过其数据手册的特性曲线提取参数,但是IGBT数据手册只是厂商提供的参考,实际中的IGBT由于制造工艺以及老化程度的不同,其真实的特性曲线和数据手册中的有偏差,从而使得IGBT行为模型的暂态精度不高。重新测试IGBT的特性曲线存在着测试较为复杂及精度的问题,为此,提出一种提高IGBT行为模型暂态精度的模型参数校正方法。首先推导IGBT开关暂态中,各工作模态持续时间的表达式,归纳影响各工作模态持续时间的模型参数。然后分析实测与仿真暂态波形存在误差的原因,根据误差和模型参数的关系及参数的敏感度,归纳总结模型参数的调整方法。通过对比不同负载电流下双窄脉冲实验和仿真的暂态波形,验证模型的准确性及通用性。最后将校正后的模型应用于BUCK拓扑仿真,验证在实际应用中模型能够较为准确地描述IGBT开关暂态特性。