大功率IGCT变流器钳位电路参数的设计方法

分析了集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristor,IGCT)关断过程中缓冲及钳位电路的工作状态,推导了关断过程中钳位电容电压和缓冲电感电流的微分方程。在此基础上,提出了一种IGCT钳位电路参数设计方法。与ABB公司经验公式相比,所提钳位电路参数设计方法不含经验系数;同时应用所提方法可减小钳位电阻的功率等级和系统损耗。仿真和实验结果验证了所提方法的可行性。     

单端反激有源钳位光伏并网微逆变器设计

本文以反激型并网微逆变器为研究对象,首先简述了单相并网微逆变器的电路构成和原理,详细分析了反激变换器在加入有源钳位电路后电路的工作原理;其次对反激型并网微逆变器的控制系统进行了建模分析,并对主功率电路中的参数进行了设计;最后,通过样机验证了有源钳位电路不仅有效地抑制了反激变换器一次侧主开关管关断时的电压尖峰,能够实现主开关管ZVS,而且不会影响并网发电功能。     

多电平有源中点钳位逆变器串联IGBT均压方法

针对多电平有源中点钳位逆变器中串联绝缘栅双极型晶体管(IGBT)存在的不均压问题,提出一种串联IGBT的均压方法。对于多电平有源中点钳位逆变器的每个桥臂,采用单输入、多输出的隔离电源生成钳位电压,跨接在串联工作的IGBT上;同时,在施加钳位电压的位置上添加钳位电容,用于钳位电压的保持,最终实现串联IGBT的动静态均压。由于逆变器换流回路不经过钳位电容,隔离电源只需很小功率即可维持钳位电容电压稳定。所提方法简单可靠、均压精度高且易于工程实现,一方面取消了传统的无源缓冲电路,减少额外损耗的同时降低了成本,另一方面无须引入复杂的主动闭环控制,避免了闭环控制的稳定性问题。最后,通过有源中点钳位五电平逆变器样机对所提均压方法进行了实验验证。     

基于Simulink的IGBT缓冲电路的仿真研究

本文分析了在IGBT开关过程中浪涌电压形成的原因,给出了电路杂散电感的测试方法,结合常用的五种缓冲电路的特点和使用范围进行了比较,对RCD限幅钳位型缓冲电路的工作原理进行了详细分析,推导出了RCD缓冲电路器件参数的计算公式,利用Simulink对RCD限幅钳位型缓冲电路做了仿真,表明了RCD限幅钳位型缓冲电路对IGBT...     

基于LM5034有源钳位正激变换器设计

有源钳位正激变换器能够实现变压器的磁复位和原边功率管的软开关,具有较高的变换效率等优点而被广泛应用于中小功率隔离变换器中。介绍了有源钳位正激变换器的工作原理和LM5034控制芯片的功能,以一台100 W原理样机为设计实例,给出了主电路参数详细设计方法,以此为依据研制了原理样机,验证了理论分析的正确性和参数设计方法的可行性。     

有源钳位反激式光伏并网微逆变器的效率分析

以交错并联反激型并网微逆变器为研究对象,对主电路进行了损耗计算和效率分析。首先简述了单相并网微型逆变器的电路构成和原理,分析了有源钳位电路的工作原理,有源钳位电路实现了反激变压器漏感能量的回收和原边主开关管的零电压开关。其次对反激型微逆变器中的功率变压器进行了详细的设计,对高频变压器和功率器件等主要参数的损耗进行了分析并给出了相应的计算方法。最后,通过实验样机,验证了文中效率分析方法的有效性,在反激变换器原边增加有源钳位电路,可以提高交错并联反激型微逆变器的效率。     

用于漏电流抑制的正、反向钳位H10三相逆变器

针对非隔离光伏发电系统存在的漏电流问题,提出了正、反向两种不同钳位方式的十开关三相逆变器拓扑(H10拓扑)。在传统三相逆变器拓扑基础上增加了两个直流母线隔离开关以及一个钳位电路,两种拓扑区别在于钳位电路的钳位开关位置不同。同时对两种拓扑提出一种载波调制和逻辑运算相结合的通用控制策略。该控制策略能够使两种逆变器拓扑的共模电压幅值只在直流输入电压的1/3和2/3之间变化,但反向钳位逆变器拓扑的共模电压频率为正向钳位逆变器拓扑的3倍,高频状态下其共模回路阻抗显著增加,对于漏电流的抑制效果更加明显。最后搭建了两种逆变系统的仿真模型,以及每相输出功率200 W的实验样机,验证了理论分析的正确性。     

一种具有无损钳位电路的三绕组全桥变换器

对于宽电压输入、高电压输出的大功率全桥变换器,传统的整流二极管钳位电路存在二极管电压应力过高的缺点。本文提出了一种具有无损钳位电路的三绕组全桥变换器,该变换器可以有效实现输入电压二倍以上的变化范围,并有效地钳位整流二极管电压应力,使其电压应力不超过输出电压。本文首先推导了整流二极管电压应力的最大值;然后讨论了目前二极管电压钳位电路的不足,并详细阐述了所提出的三绕组变换器二次侧二极管的电压钳位原理;通过对二次侧三个绕组的匝比进行优化可以拓宽变换器的输入电压范围。300W的试验样机验证了理论分析的正确性。最后基于PSPICE软件的大功率变换器的仿真结果初步验证了该拓扑变换器在高压、大功率场合应用的可行性。     

一种带辅助支路的移相全桥变换器的改进研究

简单介绍传统移相全桥零电压开关变换器,设计出一种带钳位二极管和阻容元件的辅助谐振换流网络的移相全桥零电压开关变换器,该移相全桥零电压开关变换器是将一钳位二极管辅助支路置于后臂桥与变压器之间,不仅很好地实现了ZVS,而且还能有效地抑制二次侧整流二极管上的寄生振荡,使二次侧整流二极管和钳位二极管均工作在软开关状态下,提高了整机效率。本文从工作原理方面对电路进行了详细的分析,给出了二极管钳位辅助支路参数的设计和选取,并介绍了所设计的一台220V/10A的样机,给出了主要实验波形,验证了该电路的正确性。     

适合低压大电流应用的DC/DC变换器的研究

针对低压／大电流输出DC／DC模块电源，根据同步整流电路的要求，选择出适合与之结合使用的高效拓扑－－有源钳位自驱动同步整流正激变换器，分析了其工作原理和关键参数设计，通过样机实验，验证了该拓扑的高效性。     

由于接线错误而导致对变压器铁芯接地电流的误判及其分析

介绍变压器铁芯和夹件接地回路及变压器铁心多点接地检测装置。对由于铁芯与夹件接地引出回路接线错误由此因外界电磁场在寄生回路上产生的感应电流进行了分析,提出了工程施工中应注意闭合回路问题。     

零电压开关不对称半桥DC／DC变换器

近年来，软开关技术得到广泛的发展与应用，出现不少高效率的电路拓扑，其中不对称半桥就是典型的适用于中低功率的直流变换电路。它充分利用电路本身的分布特性，利用变压器漏感和开关寄生电容的谐振来实现零电压开关，减少了开关的导通损耗。介绍了一种在变压器原边带箝位电路的不对称半桥零电压开关电路。该箝位电路能明显减少输出二板管的反向恢复效应，提高变换器的效率。并对该软开关电路的工作原理和实现方法做了详细的分析，通过一台300W，100kHz的实验样机，证实了该方法的有效性。     

ZVS PWM全桥变换器副边箝位电路研究

介绍了全桥变换器整流输出寄生振荡的产生原理,通过在次级上增加一个简单的电阻-电感-电容-二极管(RLCD)箝位电路,不仅很好地抑制了副边寄生振荡,避免了常规电阻-电容-二极管(RCD)缓冲吸收网络损耗大的缺点,还能一定程度上抑制传统零电压全桥变换器(ZVS)原边环流损耗大和占空比丢失严重的缺点。详细分析了该副边加箝位电路的全桥变换器的工作原理,给出了主电路拓扑结构及相关参数选取,根据所选取参数对主电路进行仿真研究,并设计出一台220V/10A的试验样机,给出了主要仿真和实验波形,验证了该变换器电路拓扑的正确性。     

一种双管正激变换器的LCD箝位电路

介绍了一种双管正激变换器的LCD箝位电路,该电路实现了初级开关的零电压关断。给出了关键技术参数的设计方法,并采用该技术研制成功了3kW并鄄串型双管正激组合变换器。     

IGCT变流器吸收箝位电路的参数设计

近年来对风机容量的要求出现了爆发式增长,已达3~7 MW。此外,并网谐波控制、低电压过渡等风机并网标准越来越严苛。以集成门极换流晶闸管(integrated gatecommutated thyristor,IGCT)为核心的中压直驱全功率变流装置既可满足风机的大容量要求,又能灵活实现电网故障过渡、电网无功支撑等要求,成为大容量风机的最优选择。在IGCT变流器中,箝位电路的参数将直接影响器件SOA、最小脉宽与并网电流质量,是风机功率模块设计中十分重要的部分。提出一套IGCT变流器吸收箝位电路的优化设计方法,显著简化了箝位电路的设计过程。在对箝位电路换流工况进行详细分析的基础上,提出了箝位电路的等效电路。根据等效电路进行了响应分析,综合考虑箝位电路的设计原则,找到了优化参数的选取方法,从而降低了最小脉宽限制,提高了动态恢复速度。给出了设计实例,并进行了仿真与实验验证。     

一种新颖的升压型电压调整器-两相交错并联耦合电感BOOST变换器

单体蓄电池的使用寿命高于串联使用的蓄电池组,但是单体蓄电池普遍存在电压偏低的问题。针对这一问题选用一种新型的升压电路结构,即两相交错并联耦合电感BOOST变换器,通过改变耦合电感匝比来获得不同的输出电压。在传统两相交错并联BOOST变换器中,当输入输出电压增益较高时,电路的占空比调节范围较小。通过采用耦合电感的方法可以扩展电路的占空比,但由于漏感能量的存在会造成开关管上较大的电压尖峰。该文提出一种在两相交错并联耦合电感结构的变换器中利用相邻相开关管作为钳位管的方法,该方法只需增加一个电容元件即可实现电路的有源钳位功能。理论分析和实验结果均表明该变换器对抑制开关管电压尖峰有很好的效果。     

Analysis and design of a two‐transformer active‐clamping forward converter with parallel‐connected current doubler rectifiers

A new two‐transformer active‐clamping forward converter with parallel‐connected current doubler rectifiers (CDRs) is proposed in this paper. The presented DC–DC converter is mainly composed of two active‐clamping forward converters with secondary CDRs. Only two switches are required and each one is the auxiliary switch for the other. The circuit complexity and cost are thus reduced. The leakage inductance of the transformer or an additional resonant inductance is employed to achieve zero‐voltage‐switching (ZVS) during the dead times. Two CDRs at the secondary side are connected in parallel to reduce the current stresses of the secondary windings and the ripple current at the output side. Accordingly, the smaller output chokes and capacitors decrease the converter volume and increase the power density. Detailed analysis and design of the presented two‐transformer active‐clamping forward converter are described. Experimental results are recorded for a prototype converter with a DC input voltage of 130??180V, an output voltage of 5 V and an output current of 40 A, operating at a switching frequency of 100 kHz. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于TMS320F28027的数字控制移相全桥DC/DC变换器设计

采用数字控制是未来电源的发展趋势。利用TI公司数字电源控制芯片TMS320F28027,设计了采用峰值电流控制的移相全桥零电压DC/DC变换器。采用原边加入钳位二极管和谐振电感的移相全桥主电路,简述了其抑制输出整流管电压尖峰的工作原理。在Matlab/Simulink环境下对建立的峰值电流模式控制系统模型进行了仿真,并设计了一台1.2kW的样机。仿真和实验结果表明,电源设计方案可行。     

有源箝位PWM技术在轮毂电机EV中的应用

电动汽车(Electric Vehicle,简称EV)开关电源升压电路的开关动作会带来诸如开关损耗、传统升压电路的升压变换比低等一系列问题.针对这些问题,提出将一种有源箝位电流馈电半桥变换器电路拓扑应用到EV中,并对该电路拓扑做了模态分析和小信号建模,以论证该电路的可靠性和可行性.对电路进行了仿真分析,并设计了一个功率变换器进行了实验.实验结果显示,该电路拓扑可以实现升压电路的软开关动作和电压的高变换比转换.     

一种改善瞬变电磁发射电流波形的系统设计

为了减小瞬变电磁发射机发射电流的关断时间,保证发射电流关断沿的线性度,抑制关断后电流过冲,简化钳位电压电路,设计了一种简便的瞬变电磁发射系统。提出了一种利用TVS管和电容相结合的恒压钳位电路并采用传统的在负载两端并联匹配电阻的吸收方式。通过调节TVS管的稳压值,可以调节关断时间和关断沿斜率;选择直接在负载两端匹配合适电阻,保证了关断前期处于欠阻尼状态,关断后期处于临界阻尼状态,在快速关断的前提下,有效防止关断后电流过冲,达到了改善发射电流波形的目的。实验结果表明,该系统电路结构简单、稳定、易于实现,在短关断延时、关断沿线性化和关断后无过冲方面,得到明显改善。