基于半桥逆变器的无线供电系统效率优化研究

为了降低磁耦合谐振式无线供电系统中的线圈损耗,提升系统的能量传输效率,提出了一种基于半桥逆变器的无线供电系统,该系统可在不影响电压增益的条件下对系统发射线圈和接收线圈中的电流大小进行优化.同时提出了通过调节半桥逆变器导通占空比,使系统电流分配和能量传输效率达到最优的控制方案.实验表明,所提出的电路拓扑和效率优化方案可有...     

倍流整流半桥变换器高效同步整流控制驱动

提出了一种新的基于UC3525芯片及其外围电路的电压控制驱动方法，保证倍流整流半桥式DC／DC变换器两个主开关管的驱动信号之间存有一定的死区，避免了出现连通短路现象，保证了在死区期间，两个同步整流管同时导通．因而减少了整流损耗。文中提供了实例控制电路的有关设计特点。理论分析和实验结果表明，该方法不仅能使变换器的整流损耗降到近乎最小，提高了效率，而且控制简单，易于实现。     

一种新颖的磁集成自驱动倍流整流半桥三电平直流变换器

提出了一种新颖的磁集成自驱动倍流整流半桥三电平直流变换器。首先采用无非跨电容和钳位二极管的半桥三电平结构作为变换器的一次,接着采用倍流整流电路作为变换器的二次。为了减小变换器的体积,本文采用了磁集成技术,将主变压器拆分成两个,利用主变压器的励磁电感分别替代滤波电感,最后再将两个变压器集成到一副磁心里面。与传统倍流整流半桥三电平变换器相比,该变换器不存在三电平桥臂钳位二极管可靠性较差的问题;仅需采用一副磁心,增加了变换器的功率密度,同时可以直接利用主变压器辅助绕组驱动二次同步整流管,简化了驱动电路,提高了变换器的效率。一台28V/100A的原理样机验证了理论分析的正确性。     

同步整流下对称半桥倍流变换器的建模与分析

在考虑主开关管、同步整流管以及变压器损耗等问题的情况下，建立了同步整流下对称半桥倍流变换器新的数学模型并进行了分析。首先，研究了变换器的工作过程，导出状态方程；其次，应用状态空间平均法对变换器进行系统分析，得到较为精确的小信号系统模型；最后，结合实例对系统的精确模型给出了频域仿真和设计结果。仿真结果表明，与未考虑各种寄生参数的模型相比，这种新的模型更符合电路工作情况，且具有更大的精度。     

一种新型磁集成倍流整流半桥变换器

为提高开关电源的效率和功率密度,提出一种新型倍流整流变换器的磁集成方案.结合半桥变换器的工作原理,详细分析集成磁件内部交、直流磁通分布.推导出集成磁件的等效电路模型,评估集成磁件的等效参数测量.提出两种副边绕组为一匝的解决方案,可获得最短绕组路径或消除泄露磁场.建立样机验证该方案的可行性,并对各种集成磁件间转化机理和应用特点进行总结.     

采用磁集成技术的不对称半桥倍流整流变换器

磁集成技术可减小磁件体积,提高功率密度,减小电流纹波,已经成为电力电子技术发展的一个重要方向.以不对称半桥倍流整流电路为例,介绍了磁集成电路的分析方法、工作原理,并给出了设计集成磁件的一般步骤.通过设计一个不对称半桥磁集成电路验证了磁集成技术的优点.     

半桥逆变IGBT模块压电驱动与保护电路设计

介绍了半桥逆变电路的工作方式,探讨了IGBT静态特性及动态开关过程,对正常工作和过流故障时的原理进行了分析,给出了IGBT驱动和保护的详细电路.三菱公司CT60AM设计的实际电路已在某研究所大功率并联多余度逆变电源上可靠运行.应用表明该驱动及保护电路结构简单,抗干扰能力强,证明了该方案的合理性、可靠性.     

改进型倍流整流电路ZVS PWM全桥变换器

提出了一种改进型倍流整流电路ZVS PWM全桥变换器,在较宽负载范围内实现主开关管的ZVS。由于漏感小,无占空比丢失,输出整流二极管在零电压条件下实现换流,因此无次级尖峰电压。详细分析了该变换器的工作原理,仿真和实验结果验证了该变换器的可行性。     

倍流整流输出半桥串联混合式直流变换器

提出一种倍流整流输出半桥串联混合式直流变换器,主开关管的电压应力低于输入电压,并在满载时均为输入电压的50%。由于采用了移相ZVSPWM控制并利用输出滤波电感中的能量,因此能够在宽负载范围内实现超前管的ZVS;而轻载时滞后管能实现ZCS,重载时能够完全零电压关断,但不能零电压开通,次级有效占空比丢失小,并实现了输出整流二极管的零电压关断。分析了该变换器的工作原理和工作特性,并通过一个240W(输出24V/10A)的原理样机进行了验证,最后给出了实验结果。     

基于E类放大器的感应电能传输系统研究

主要研究了一种基于E类功率放大器的非接触感应电能传输拓扑,分析了其运行的基本原理,并主要在感应充电等实际应用场合中充电负载会出现大范围变动的情况,从负载的角度出发,对原、副边补偿阻抗网络的选择和系统各参数的设计,给出了基于最优负载下的具体设计方法.理论和实验结果表明,在负载大范围变动时,无须外加复杂的控制电路,依靠系统...     

输入串联输出等效并联多逆变器驱动的高压大功率无线电能传输系统研究

提升逆变器输入侧直流电压源的电压等级,是实现更大功率无线电能传输的可行方案之一。但单个开关器件的额定电压有限,满足不了更高输入电压的需求。为此,文章设计了一种输入串联输出等效并联多逆变器驱动的高压大功率无线电能传输系统。该系统采用多个逆变器串联以承担较高的输入直流电压,同时每个逆变器驱动一个独立的发送线圈向同一个接收线圈发送功率。文章在考虑多个发送线圈之间互感的情况下对该系统的谐振电路参数进行了设计,分析在零相差(Zero Phase Angle,ZPA)及非零相差两个条件下系统的电流和功率输出能力,发现了运行角频率及互感的乘积对系统输出能力具有重要影响。开发出由三个逆变器串联驱动的无线电能传输样机,在750 V直流输入条件下获得最大38. 4 kW的无线电能传输功率,效率达88. 7%。     

对无接触功率传输系统设计的探讨

以无接触功率传输技术(CPT)在单轨电车的应用设计为例,对CPT系统在设计时的考虑因素、方案设计以及设计流程作了一些简明阐述和探讨,为该技术在移动设备能量传输方面的设计提供一些参考思路.     

基于移相功率流控制的感应电能传输系统研究

为了更好地对感应电能传输系统进行传输功率控制,提升该系统的实用性,本文基于电压型H桥谐振功率主回路的特性,从理论上详细分析了移相功率流控制在感应电能传输系统中作用,并给出了系统输出功率关于移相控制角的函数关系式.在此基础上,通过对基于TIF2810 DSP控制的试验平台进行实物验证试验,给出了相关的实验波形,并将最终的...     

基于输出能效最优的感应电能传输系统耦合线圈设计

无网受流列车作为一种新型城市轨道交通车辆,摆脱了传统的架空接触网,借助耦合线圈进行电能传输,耦合线圈作为重要的传输媒介,其配置与布局既要与应用目标车型相匹配,又要保证感应电能传输系统的传输性能及稳定性.基于此,该文首先提出一种适用于实际工程应用的耦合线圈设计及配置方法,从硬件设计的角度出发,综合考虑系统能效因素,给出一...     

基于感应滤波的大功率整流系统原理分析及综合节能设计

针对现有大功率工业晶闸管整流系统谐波污染严重和损耗大的现状,提出了一种基于感应滤波的新型绿色节能直流供电系统。该直流系统以新型整流变压器为核心,通过滤波绕组及外接LC全调谐支路构成谐波抑制回路,实现就近的谐波抑制和无功功率补偿。不同于传统的无源和有源滤波技术,该滤波方案能大大降低变压器铁心的谐波磁通,具有良好的滤波和节能效果。本文在滤波原理分析的基础上,从综合节能的角度,在系统及其关键部件的节能设计、谐波就近抑制节能以及无功功率就近补偿节能三个方面对新型直流供电系统的节能进行综合设计和分析。工程实例证明了其具有良好的谐波抑制和节能效果。     

多线圈无线电能传输系统效率最大化研究

感应式无线电能传输系统主要依靠耦合线圈将能量从电源端传输到负载端。多线圈的耦合特性可以用来构建多输入多输出的无线能量传输网络,目前针对此类网络的稳态特性分析仍然不具有通用性。传输效率作为系统稳态特性之一,是多线圈系统的重要优化目标。由于线圈寄生电阻使得耦合器损耗占据整体系统损耗的大部分,因此,优化系统效率的关键在于最大化耦合线圈效率。首先,建立任意耦合线圈个数的无线充电系统的电路模型,依照输入输出稳态特性分析效率最大化的影响因素以及最优效率点下的功率分配和损耗;其次,仿真验证不同输入端和不同输出端时理论分析的准确性;最后,搭建实验平台验证多发射多接收无线充电系统效率最大化点的稳态特性。     

消除交叉耦合的三相感应式电能传输系统

传统的三相感应式电能传输系统的磁耦合机构存在严重的交叉耦合,影响系统效率。为了消除原副边线圈之间的交叉耦合,文中分析了三相串—串拓扑电路,利用DDQ结构线圈解耦的原理,在DDQ型线圈上增加一个与原DD线圈成90°放置的DD型线圈,使不同线圈间互感均为零,由此提出并设计了一种消除交叉耦合的三相感应式电能传输系统磁耦合机构。最后,搭建了一个3.3 kW的原理样机进行验证。实验表明,所设计的三相耦合机构的交叉耦合可以忽略,最高效率(直流—直流)可达95.61%,当系统偏移15%的情况下,内部的解耦被严重破坏时,系统效率发生下降,最大降低2.16%。实验结果表明该结构有效且可行,可适用于三相大功率传输。