无线电能传输系统驱动源负载网络分析

为了提高无线电能传输高频时的高效传输能力,结合谐振式无线电能传输系统基本结构,采用单管E类功率放大器作为系统驱动源,对驱动源的负载阻抗特性及影响负载网络的因素进行了分析;提出了针对无线传能系统的E类功率放大器负载网络参数调节方法;在软开关条件下计算了负载网络最佳匹配参数;通过调整开关管占空比的方式验证负载网络变化对软开关状态及系统效率的影响.结果表明,通过驱动源样机的制作以及负载网络参数调整测试,实现了在1 MHz频率下78 W功率的输出,系统效率达到76.5%.     

初级侧控制准谐振LED驱动电源的研究

针对LED驱动电源设计上所存在的问题,本文基于初级侧控制及准谐振技术,设计了一款12W的LED照明驱动电源,该电源采用单端反激式准谐振电路作为其主电路拓扑,并在其前端增加了boost功率因数校正电路,主电路和功率因数校正电路的开关管均由一个控制芯片iw3614统一控制;同时,给出了初级侧控制的准谐振LED驱动电源的准谐振模式及恒压和恒流的控制原理及电源的各项设计参数,并做了准谐振开通、恒压和恒流等相关实验.实验结果表明,该电源实现了开关管的准谐振开通,输出电压稳定在30 V,输出电流稳定在372 mA,具有较好的恒压恒流特性;当输入电压在180～264 V变动时,功率因数均在0.96以上,电源的效率大约为82％,实现了功率因数校正与恒压恒流输出.该电源具有结构简单、恒压恒流特性好、开关损耗较小、功率因数高等优点,能高效、可靠地驱动LED灯工作.     

基于改进型ZVT Buck电路的IPT充电系统设计

为了避免在感应式无线电能传输系统的耦合机构中增加多余的开关器件以及额外的无源元件,同时减小系统工作在高频率、大功率时全控型开关器件存在的开关损耗,提出基于改进型ZVT Buck电路闭环控制的方法实现对电池的恒流、恒压充电,通过分析改进型ZVT Buck电路的工作模态以及对电路参数的设计,确保在整个充电过程中DC-DC变换器均工作在软开关状态,最后搭建充电电流为35 A、充电电压为370 V的实验平台验证该方法的可行性。结果表明：该方法控制简单,并且降低了系统电路结构的复杂度,传输效率相对较高,能够满足恒流恒压充电需求。     

基于LCL-S的恒压恒流切换无线电能传输系统

根据锂电池的充电特性对耦合线圈及补偿电路进行研究,提出基于LCL-S的无线充电拓扑结构,在发射侧采用一个交流开关来实现拓扑切换.此拓扑结构的优点是,在固定频率下操作,只需控制开关通断就能同时实现与负载无关的恒流和恒压输出,而且发射线圈和接收线圈之间没有任何通信连接,缩小了系统的整体体积,降低了控制系统的复杂度.     

小型单级电磁发射器仿真及实验研究

提出一种小型的电磁发射系统,系统由DSP作为控制器,发射能量由储能电容器提供．采用串联谐振高频软开关恒流充电的充电回路为电容器充电,对单级发射系统进行数值仿真,并进行实验验证．仿真及实验结果表明,参数仿真与实验结果的拟合程度较好,抛体获得的发射力相对较大,系统的效率有所提高．充分证明了所采用的系统方程的求解算法及实际系统的结构是合理的．     

移相控制E类高频谐振DC/DC变换器

以高频功率放大器为基础,提出了一种超高频E类谐振DC/DC变换器的移相控制策略,基于这种思想的变换器可以提高开关频率,降低系统损耗,拓宽输出范围。     

探究串联超级电容组动态分段充电控制方式

现阶段超级电容组充电方式依然有着过压风险跟容量利用率低的不足之处,以原有的充电方式为前提,指出了新的动态分段超级电容充电控制方法,大大增强了超级电容容量的利用率.这种方式有恒流充电、恒压充电和浮充三个部分,恒流充电又有启动、恒流、充电终止三部分,恒压充电由单体电压动态来决定,通过状态机进行此方式.此方式能够把超级电容的利用率增强百分之九.     

大功率智能充电机的设计

针对机车用的大功率铅酸蓄电池的充电要求,采用改进的恒流恒压充电模式,设计并实现了基于PLC控制的智能充电机。系统通过自动检测充电机当前的电压电流信号并以此控制恒流恒压充电模式的转换,避免过充、欠充现象的发生,延长了电池的使用寿命。同时该智能充电机能实时显示充电曲线,具有打印和报警等功能。     

电磁超声用大功率高频激励源研制

为了提高电磁超声换能器的换能效率,采用大功率高频激励源是一种有效的解决方法.针对提出的一种DE类射频功率变换器技术,建立了DE类射频功率放大器拓扑结构及其电路参数的设计方法.通过对DE类功率放大器电路仿真分析,利用TMS320F2812型数字信号处理器( digital-signal-processing,DSP)作为主控芯片,结合外围温度传感器、电流传感器、电压传感器实现了大功率高频激励源的驱动控制.通过选取UCC27531作为金属氧化物半导体盗效应管( metal-oxide-semicondutor-field-effect-transistor,MOSFET)驱动芯片,并以IRFP460作为开关器件构建变换器主电路,实现了功率MOSFET的高速驱动.实验结果表明：基于DE类谐振变换器设计的激励源,工作状态稳定,性能指标达到最大输出功率1.1 kW、负载电压峰峰值约270 V、负载电流峰峰值约26 A、最高输出频率1 MHz,能够满足电磁超声换能器的工作要求.     

一种宽负载高效率磁耦合谐振式无线输电逆变器设计

针对磁耦合谐振式无线输电(MCR-WPT)在功率传输过程中因负载变化导致效率下降的问题,设计一种高效逆变器,改进后的结构能够显著拓宽MCR-WPT系统在高效率电能传输下的负载适应范围.分析MCR-WTP系统负载与输入阻抗之间的关系,并在E类逆变器电源的基础上,通过改变逆变器结构,实现MCR-WPT系统全负载内逆变器的软...     

基于电流前馈解耦PWM的电动汽车阶段充电仿真

电动汽车的充电系统性能取决于整流和充电控制环节,其充电效率及稳定性对电池的寿命、电池容量产生很大的影响.为了提高整流电压输出的稳定性和电池的充电效率,其整流模块采用电流前馈解耦PWM,该方法通过电压外环和电流内环控制以减少整流中的谐波分量并稳定输出电压.针对充电模块控制策略则采用阶段性充电方式即先用电流单环控制的恒流限压充电,当达到设定的电压值后转为恒压限流的双闭环控制充电方式.运用Matlab/Simulink实现电动汽车蓄电池充电模型,并与单一的恒流、恒压两种充电控制策略进行对比.由仿真结果可知,电流前馈解耦PWM整流电压稳定性优于电压型PWM.此外,也验证了阶段性充电控制充电方式对蓄电池的影响较小,具有充电效率较高的优越性.     

基于Multisim的高频谐振功率放大器仿真实验设计

为了帮助学生更好地学习高频谐振功率放大器工作过程,设计了该电路仿真实验,内容包括工作状态分析、负载特性分析、调制特性分析、设计滤波匹配网络和倍频器.借助Multisim软件仿真了实验内容,仿真结果形象直观,与理论结果一致,可以有效调动学生学习积极性和创新主动性.     

基于光伏发电系统的超级电容器充电效率的研究

针对光伏发电系统中超级电容器在恒压、恒流和恒功率充电模式下的充电特性,提出提高充电效率的计算方法。分析了对超级电容器充电时不同充电模式下的最高充电效率,获得了超级电容器分段充电效率曲线,表明恒功率充电方式在最大功率点跟踪控制下更适合对超级电容器充电。提出了在光伏发电系统中使用双级Buck-Boost变换器对超级电容器进行最大功率点跟踪/恒功率混合控制的充电策略,仿真结果表明该策略可以有效保证系统的充电效率。     

储能电容软开关充电的研究

对固体激光电源储能电容的充电技术是激光电源技术的核心内容。由于电容在充电过程中,其电压不断改变,其等效负载也在较大的范围内变化,因而对充电电路的负载特性提出了较高要求。本文利用有源钳位技术,实现了开关管工作于零电压状态下的对储能电容的恒流充电,降低了开关损耗,得到了较高充电效率。     

基于单Z源三电平SVPWM逆变器的电池充放电控制方法

提出了基于单Z源三电平SVPWM逆变器的蓄电池充放电策略,并设计了闭环控制系统.研究了电流前馈解耦的阶段式充电、功率前馈解耦的恒功率放电,以及恒功率放电时的升压控制方法.经Matlab仿真验证,该系统可实现蓄电池充电时的限功率恒压、恒流控制,以及具有升压特性的输出恒功率并网控制.     

双LCL补偿ICPT系统恒频恒流稳压特性研究

针对感应耦合电能传输（ICPT）系统中负载动态变化及切换易造成ICPT系统频率失谐和负载输出电压变化问题,基于双LCL谐振变换器,提出一种在负载动态变化时ICPT系统实现原边线圈电流恒定、负载端稳压输出并保证工作频率稳定性的设计方法。本文首先分析了副边LCL补偿ICPT系统的恒压特性,结合ICPT系统拾取端反射阻抗呈阻容性且容性部分与负载变化无关这一特点,提出两种原边补偿电路设计方法,同时在此基础上分析了原边LCL补偿ICPT系统实现原边线圈的恒流工作特性条件;接着给出了双LCL补偿ICPT系统同时实现原边线圈电流恒定、负载端电压稳定、工作频率稳定的总体条件;然后,基于以上分析方法,分析了主要参数对系统输出性能的影响;最后,搭建仿真和实验平台,对理论分析进行了仿真和实验验证,仿真和实验结果验证了理论分析方法的可行性。     

串-串谐振式无线充电系统设计与仿真

针对无线充电传输效率低及其变化率大的问题,本文基于串联谐振补偿拓扑原理,通过分析无线充电系统输出功率与传输效率影响因素,提出应用于电动汽车的无线充电系统的频率跟踪方法,建立无线能量传输耦合线圈,利用LTspice搭建无线充电系统T模型等效电路.仿真结果表明:斩波频率大于谐振频率时,系统实现软开关技术,减小开关损耗增大系统传输效率.当谐振频率为50kHz选择斩波频率为51kHz时输出功率为1kW时传输效率达92%.     

移相全桥变换器软开关设计及效率优化

针对负载减小时传统移相全桥变换器滞后桥臂的开关管实现软开关的范围变窄,变换器效率降低的问题,通过分析变换器的工作过程以及变换器超前滞后桥臂实现软开关的条件,研究谐振电感取值不同对占空比丢失、滞后桥臂实现软开关、变换器效率的影响;设计移相全桥变换器电路参数,并通过saber软件进行仿真.结果表明取适当的谐振电感值,增加滞后桥臂软开关范围,可以优化变换器效率.     

双管正激无源无损缓冲电路的设计

为了解决现代开关电源发展中高频化和开关器件硬开关功耗之间的矛盾，对一种双管正激变换器通过谐振电路实现了无源无损软开关，着重分析了谐振电路中的谐振电感和谐振电容的参数设计．实验结果证明，该设计可实现缓关断，得到了软关断的效果．     

LC谐振式恒流充电电源的研究

本文分析了LC变换器电路的恒流条件,利用模拟实验法研究了LC谐振式恒流充电电源,提出了一种具体实现恒流充电的方法,并推广应用于电磁成形机。