基于同步整流技术的大功率电化学电源设计

介绍了一种基于同步整流技术的大功率电化学电源总体设计方案。在分析其工作模态的基础上给出了电源主电路的工作电压电流关系;设计了一种大功率水冷高频变压器,给出了详细的计算过程;为解决传统同步整流的自驱动方式由体二极管进行续流会降低整流效率的缺点,设计了在占空比丢失时保持MOSFET导通整流的大功率的改进型同步驱动电路。最后制作了一台8V/1500A的电化学电源样机,实验结果表明,驱动电路能够提供稳定的驱动信号,该电源满载效率达93.2%,性能均达到电化学电源的要求。     

铝型材表面氧化的高频开关电源

铝合金型材表面氧化电源走过了相控整流(晶闸管)电源阶段,已开始进入脉宽调制(PWM)整流电源(高频开关电源)的应用阶段.由于铝型材表面氧化工艺多样性和复杂性,不同的氧化工艺对应的氧化电压不一样,采用的氧化电源类型也需要合理配置、达到最佳效果.目前高频开关电源有二种整流技术路线,即肖特基或快恢复二极管整流和场效应管(MOSFET)整流,都具有体积小、重量轻和效率高等的特点,我们通过高频开关电源二种不同整流方式原理分析对比,可以得出应用中各自的优缺点,在铝型材表面氧化不同的工艺中发挥各自的优势,将成为主流氧化电源技术.高频开关电源技术日益成熟、优势显著,可以有效提高能源利用率、降低碳排放,扩大高频开关电源在铝型材表面氧化中应用是必由之路.     

基于SiC MOSFET的移相全桥ZVS变换器

移相全桥ZVS变换器通过软开关技术,显著地减小了开关损耗,并进一步提高装置的效率,得到了广泛应用,但传统移相全桥ZVS变换器在低压大电流情况下整流二极管导通损耗较大。首先采用同步整流技术,降低了次级整流管的导通损耗;然后采用在原边加箝位二极管的方法抑制了副边整流管两端的电压尖峰;并且采用在原边串联隔直电容的方法抑制直流分量;最后用Saber搭建SiC MOSFET半桥模块的仿真模型,通过MATLAB和Saber协同仿真来验证高频下SiC MOSFET的工作特性。     

次级同步整流及输出均流的集成控制器

Compact PCI(简称cPCI)电源在计算机、工业和电信领域的应用已经得到了认可。cPCI电源采用了标准的工业机械结构和高性能连接技术。然而，一般的cPCI电源沿用的是传统的二极管整流技术，应用时会造成很大的功率损耗，并且限制了可用输出功率。详细介绍了一种采用同步整流技术的cPCI电源，它利用独特的次级同步整流和带有输出电流均流功能的集成控制器SC4910，使之在效率和性能方面都有了很大的提高。     

基于移相全桥ZVS及同步整流的低压大电流直流变换器研究

解决开关电源的功率损耗问题是提高电源效率、性能、可靠性的关键。传统低压大电流直流变换器,使用二极管整流,难以实现在高电流输出情况下降低损耗。选择了综合全波整流和桥式整流两者优点的倍流整流器,并且使用MOSFET并联同步整流技术,结合了变压器原边移相全桥ZVS电路,实现了28.5 V/400 A的低压大电流输出。基于双环控制,搭建了直流变换器模型与实验平台,通过仿真与实验验证,证明了电路拓扑以及控制策略的可行性。     

采用同步整流技术的超薄高效电源设计

设计了一款用于32寸液晶电视的150 W超薄高效电源,提供三路输出,分别给待机电源提供5 V电压,音响提供12 V电压和LCD液晶屏提供24 V电压。在半桥LLC串联谐振转换器中,传统的同步整流技术采用的是整流二极管,通过采用整流MOSFET来减小输出的损耗,从而提高了电源效率。通过采用卧式骨架和细长型电解电容,使整个电源的厚度仅为13 mm,长和宽都为15 cm。     

同步整流技术在Z源全桥变换器中的应用

Z源全桥DC/DC变换器调制信号中的直通零状态导致变压器初级电流不能充分谐振,逆变MOSFET开关损耗和整流二极管导通损耗使得电路工作效率很低.将直通零状态设置在滞后桥臂调制信号的移相角中,保证逆变MOSFET零电压关断,并利用同步整流技术减小整流二极管导通损耗.通过实验对比二极管整流与同步整流时的变换器效率,验证了原理的可行性.     

同步整流式电源变换器的设计

同步整流技术是采用通态电阻极低的功率MOSFET来取代整流二极管,因此能大大降低整流器的损耗,提高DC/DC变换器的效率,满足低压、大电流整流的需要。首先介绍同步整流的基本原理,然后重点阐述同步整流式DC/DC电源变换器的设计。     

同步整流技术及其在DC／DC变换器中的应用

同步整流技术是采用通态电阻极低的功率MOSFET来取代整流二极管，因此能大大降低整流器的损耗，提高DC／DC变换器的效率，满足低压、大电流整流的需要。首先介绍了同步整流的基本原理，然后重点阐述同步整流式DC／DC电源变换器的设计。     

基于Si9122A的同步整流输出DC/DC变换器

研制了半桥结构的DC/DC变换器.采用带同步整流驱动输出的新型半桥控制芯片Si9122A实现了对变换器中初级开关管和次级同步整流管的PWM控制.该变换器电路结构简洁,控制调整方便.由于输出整流电路中采用低导通电阻的同步整流MOSFET替代了肖特基二极管,芯片自带同步整流管驱动信号,解决了自驱动方式信号差和外驱动方式电路复杂的问题.最后给出了实验结果.     

一种用于新型大功率电力电子装置的高功率试验系统

大功率电力电子装置的测试和考核是保证装置在正常运行条件下以及故障条件下能完成预定的工作目标而不损坏和影响系统的运行。笔者介绍了一种用于新型大功率电力电子装置试验的高功率试验系统,详细说明了该系统的组成和试验能力。根据该新型大功率电力电子装置试验系统的功能需求,高功率试验系统将划分为三个功能试验区即功补试验区、变频试验区、整流试验区。各功能试验区将能够满足各类新型大功率电力电子装置的出厂试验和型式试验。该新型大功率电力电子装置试验系统将具有硬件结构可靠性高、操作方便和测量精度高等特点,可满足实际工程应用的需要。     

大功率高稳定度稳流电源的研制

本文介绍了一种微波发射管磁场线圈用大功率(60V,600A)高稳定度稳流电源。该电源采用"变压器 斩波器 线性调整"的混合环控制方法,并使用大功率开关器件IGBT作调整管,大大降低了调整管上的功耗,提高了效率及可靠性。文章最后给出该电源的主要性能指标。     

一款高效大功率LED驱动电源设计

设计并分析了一种高效率LED驱动电源.驱动电路采用非隔离电源设计,有效地降低了成本.对驱动电路原理作了说明,并介绍了对该驱动器样机的测试结果.     

大功率高压变频器的功率单元热沉研发

在对兆瓦级高压变频器研发中,大功率功率单元的散热是研发的关键,在对大功率IGBT的热设计中,根据IGBT和DOIDE的参数特性,计算其热损耗功率。结合热分析公式研发变频器功率单元的热沉系统,并利用相关的热分析行业软件,完成300A电流等级的通用功率单元的热设计。     

加速器用大功率高精度稳流系统几个关键问题

就高精度稳流电源系统的几个关键问题,如负载电流的高精度检测、电压谐波的准确实时获得、有源滤波器输入侧电源电压波动的影响等进行讨论并给出解决方法。实验结果表明,所提方法切实可行,可以满足系统的要求。     

新型模块式高频高压大功率开关电源的设计——模块PF1000A-360和IPM-4M的应用

本文介绍由PF1000A-360型AC-DC功率变换模块和IPM-4M型全桥式DC-AC高频大功率变换模块组合设计的新型模块式高频(22～25kHz)高压(100～120V)大功率(1000W)开关电源。并阐明该开关电源的设计方法、工作原理及模块特点。     

基于高频交流链接技术的大功率高压直流电源

当前大功率直流电源普遍采用直流链接技术和无源功率因数校正方案,电网侧电流谐波较大、功率因数较低且尺寸较大。基于高频交流链接(HF AC link)技术的变换器具有优异的电网侧性能,且不需要大容量的直流储能环节和滤波电抗器,尤其是在大功率电源中有利于减小尺寸,结合串联谐振电路,还可以减小损耗,以满足移动平台对高功率密度、高效率的要求。采用状态平面图法分析了在三相激励条件下的串联谐振电路断续模式下的电流特性,并得到了精确的控制参数表达式,对串联谐振电路采用脉冲密度调制(PDM)的方式调节和稳定直流电源的输出。在对单脉冲电流特性分析基础上给出了基于电网相位进行前馈的控制策略,并构建了前馈和反馈控制相结合的控制系统并对其进行仿真和实验。实验结果与仿真结果一致,表明在负载电阻560Ω上产生28.6k W,即4k V的条件下,电压纹波低于1%,输入侧功率因数为1,各相电流总谐波含量低于5.5%。     

一种大容量变流器

为了提高高压大容量变流器的输出精度和可靠性,提出了一种采用不同类型器件组合的变流器新方案,即主电路每个桥臂上侧采用m只低速开关的大功率电力电子器件IGCT(ETO)串联,下侧采用n只高速开关的大功率电力电子器件IEGT(IGBT)并联。该结构除了增大变流器单元容量外,上侧串联的IGCT(ETO)可防止全部由IEGTI、GBT并联产生的直流源短路,且即使其中一个器件损坏,变流器仍能正常运行,便于事故报警后及时更换所坏器件,防止事故扩散,故可靠性高;同时,脉宽调制(PWM)控制采用分时处理技术,定量分析了采用分时处理技术对器件发热量以及载波信号极限频率的影响。最后,给出了由不同类型器件组成的二电平变流器的实用电路,并对实现该方案的不同类型器件的参数匹配进行了探讨,为今后设计、使用此类变流器提供参考。     

高压大容量静止同步补偿器功率开关器件选用分析

在电力电子装置中,大功率开关器件很大程度上决定设备的技术经济指标.以南方电网35 kV/±200 Mvar链式静止同步补偿器(STATCOM)工程应用为背景,介绍了电子注入增强门极晶体管(IEGT)的基本结构、工作原理和性能特性分析,并与绝缘栅双极性晶体管(IGBT)与集成门极换向晶闸管(IGCT)的参数进行对比,阐述了基于IEGT的功率相模块结构及工作原理,并对其进行了试验验证.试验结果表明IEGT具有优越性,可作为高压大容量STATCOM功率开关器件的首选.所得结论经南方电网STATCOM实际工程应用验证,可供高压大容量STATCOM设计借鉴.     

高效高功率密度车载双向电能变换器设计

研究设计了一种用于电动汽车电池充放电的车载双向电能变换器.充电状态下,前级采用PWM整流技术,后级采用移相全桥零电压开关电路,实现电气隔离高效的降压变换.放电状态下,双向DC-DC变换器实现升压变换,双向AC-DC作为单相全桥逆变器采用电压前馈、电压电流双闭环控制策略.本系统采用全控型器件GaN控制电流电压通断,能够使...