功率解耦型无电解电容PFC电路并联补偿控制

提出了一种并联补偿控制策略,应用于功率解耦型无电解电容功率因数校正(PFC)电路,实现了去除电解电容、提高使用寿命和可靠性的目的。首先以升压型双向Buck/Boost变换器作为功率解耦电路,提出了基于固定占空比的并联补偿控制策略,并对其补偿特性进行了分析。而后在定占空比控制策略基础上提出了一种并联补偿控制策略,该控制策略相比较于传统的控制策略,结构简单、实现容易,而且响应速度快,系统调整时间短,负载电压纹波对负载功率变化不敏感,可实现无传感器的低成本功率解耦。为了进一步减小功率器件耐压,将降压型双向Buck/Boost变换器引入功率解耦方案,应用该文所提出的控制策略进行控制,同样实现了PFC电路去除电解电容的目的。最后对该文所提出的并联补偿控制策略进行仿真和实验研究,结果验证了该控制策略的有效性。     

无电解电容变频器的母线电压振荡抑制研究

针对传统电解电容变频器体积大、使用寿命短的问题，采用薄膜电容代替电解电容构成无电解电容交-直-交结构的变频器。针对无电解电容变频器V/F运行在低频过程中母线电压振荡的问题，首先根据感应电机的等效电路模型分析不同工作模式下的母线电压纹波和谐振特性，采用劳斯稳定判据分析无电解电容驱动系统的稳定条件；其次根据无电解电容驱动系统的数学模型，分析振荡过程中母线电压和定子无功电流的关系；最后提出基于定子电压定向的无功电流反馈控制策略抑制母线电压振荡，提高系统稳定性。仿真和实验结果表明，所提控制策略能够在全域范围内实现感应电机的稳定运行，有效提高系统稳定性。     

无桥填谷式无电解电容LED驱动电源

传统LED驱动电源采用电解电容作为储能电容,但是电解电容严重影响了LED驱动电源的寿命.本文改进了一种无电解电容LED驱动电源电路,不仅消除了电解电容,延长了LED驱动电源的寿命,还降低了储能电容上的电压应力.文中详细分析该拓扑结构的工作原理及开关模态,最后通过实验验证该方案的正确性和可行性.     

基于LCL恒流谐振网络的无电解电容LED驱动电路研究

LED驱动器中电解电容寿命较短,与LED灯的长寿命不匹配,限制了LED照明光源的长时间使用。基于LCL谐振变换器的恒流特性,提出一种脉动电流驱动的两级无电解电容LED驱动电路方案。通过将LED电流与功率因数校正PFC（power factor correction）输出电压加权反馈调节PFC输出电压,并使LED灯以脉动电流方式工作,从而减小所需的储能电容大小,提高输出电流的恒流精度。详细介绍了无电解电容LED驱动电路的工作原理和控制策略,给出了关键参数的设计思路。最后设计了一台100 W的原理样机,并进行了实验测试。实验结果验证了所提方案是可行的。     

无电解电容永磁电机高功率因数控制策略

无电解电容驱动系统常采用体积小，寿命长的薄膜电容贮存网侧输入能量，但该拓扑结构易引起网侧输入功率和逆变器侧输出功率耦合的问题。针对无电解电容驱动电路中由于功率耦合导致的网侧谐波含量多和功率因数降低的问题，提出了一种基于二阶广义积分锁相环和比例积分谐振控制器的带相位补偿的逆变器输出功率控制策略以改善网侧电流品质。首先，通过分析无电解电容驱动系统的电路拓扑结构，明确无电解电容驱动系统高功率因数条件；其次，利用二阶广义积分锁相环获取网侧电压的相位与幅值信息，并利用基尔霍夫电流定律计算逆变器输出功率相位补偿角；然后，建立了基于比例积分谐振控制器的逆变器输出功率控制回路，将逆变器输出功率调节接近理想值。最后，对比实验结果验证了所提方案的有效性。     

一种无电解电容控制器的弱磁控制方法研究

研究并分析了无电解电容变频器的系统特性,电压电流随着网侧输入电压频率的二倍频脉动的特点,针对性地分析了对应的系统控制方案和控制方法.同时,针对无电解电容变频器的系统特性,弱磁控制不稳定和极易失控的特点,提出了一种适用于无电解电容变频器的弱磁控制方法,并在实际负载系统条件下验证了该弱磁控制方法在无电解电容变频器控制系统中的控制稳定性,同时对能效的提升改善效果.     

无电解电容永磁同步电机驱动系统控制策略综述

永磁同步电机驱动系统在家用电器中有着广泛应用,电解电容是系统中最薄弱的部分,制约着系统的寿命。近几年无电解电容永磁同步电机驱动系统成为主要的研究热点,国内外很多学者针对无电解电容电机驱动系统提出各种各样的控制策略。无电解电容电机驱动系统的控制策略主要目的是实现高功率因数,抑制输入电流谐波。分析了无电解电容电机驱动系统实现高功率因数的基本思想,对实现高功率因数的功率控制策略进行归纳和分类。最后,综合比较不同控制策略的优缺点,给出了无电解电容电机驱动系统的研究建议。     

无刷直流电机无电解电容控制系统研究

在单相交流电源供电的电机驱动系统中,逆变器的直流母线侧通常并联一个几百或几千微法的电解电容,使用大电解电容稳定了母线电压,然而电解电容存在着寿命短,可靠性低等缺点。因此,本文提出了一种应用于无刷直流电机驱动系统的新型无电解电容功率变换器,该电路实现了电网侧与电机侧的功率解耦,通过功率平衡原理,使得电机侧的功率趋于稳定,并且具有寿命长,电网侧电能质量高等优点。同时,针对无刷直流电机换相转矩脉动大的缺点,在电机侧通过移相控制信号对转矩脉动进行了有效的抑制。最后,分别通过仿真和实验,验证了该无电解电容变换器及其控制算法的有效性。     

基于逆变器功率调节的永磁电机无电解电容控制策略

永磁同步电机无电解电容驱动系统具有寿命长和功率密度高的优点。为了提高无电解电容永磁电机驱动系统的功率因数,并减小输入电流谐波,研究一种基于逆变器输出功率调节的无电解电容控制策略。在建立输入电流与负载功率关系基础上,设计基于逆变器输出功率的比例谐振控制器,其输出作为交轴电流给定,实现功率波动量的同步跟踪。同时,直轴电流采用弱磁控制方式且与输入电网电压同步。最后,通过空调实验平台验证了基于逆变器输出功率控制的无电解电容驱动器高功率因数控制算法的有效性。     

串联型功率解耦型无电解电容PFC电路

为了去除电解电容,提高变换器寿命,提出一种串联型功率解耦无电解电容功率因数校正(powerfactor correction,PFC)拓扑,选择单相全桥逆变电路串联在Boost型PFC电路与负载之间作为解耦电路。根据电压补偿与功率解耦的原理,针对该解耦电路提出一种电压补偿开环控制策略,该方法对负载变化不敏感,提高了系统的稳定性和可靠性,且开关器件承受较低电压值,无需电流采样环节,减小了变换器的体积和成本。为了进一步提高电路输入电流质量,提出适用于解耦电路的闭环控制策略,仿真结果表明,闭环控制较电压补偿开环控制策略,可优化输入电流质量,减少谐波污染,但是在成本与复杂程度上高于开环控制策略。最后,对提出的串联型解耦电路拓扑与电压补偿型的开环及闭环控制策略进行实验验证,实验结果证明了理论的正确性。     

开关电源中电解电容寿命预测分析

在开关电源产品中,电解电容是不可或缺的关键储能与电能变换元件。然而,在高纹波电流、高温的功率变换应用场合中,相对于其他电子元器件,电解电容的寿命是最短的。因此,电解电容是制约电源产品使用寿命的关键元件。首先从电解电容的内部结构与失效机理出发,指出温度是影响电解液挥发速率的最重要影响因子,并分别分析环境温度与纹波电流对电解电容使用寿命的影响。最后,以一台240 W高频开关电源样机中PFC母线电解电容为例,通过两种方式测量电容内部温升,测算的电容使用寿命满足产品整机规格要求。     

LED驱动电路及多路均流技术探讨

介绍了不同功率级别的LED驱动器常用的几种电路拓扑,探讨了几种去电解电容的LED驱动电路方案以避免电解电容带来的寿命限制,并针对多路LED驱动存在的均流问题,分析了现有的主要均流方法。     

变流电路中电解电容的"硅解"研究

电解电容是现代电力电子系统中用量多,体积大,可靠性差,寿命短的最薄弱环节。提出用高频电流型有源滤波器取代电力电子变流器直流环的电解电容,实现电解电容的“硅解”。实验结果验证了“硅解”方案的可行性,并取得了良好效果。     

光伏并网微型逆变器中功率解耦技术概述

在光伏并网微型逆变器中,输出功率含有两倍工频的功率脉动,而光伏组件根据MPPT算法控制输出为恒定的功率,这两者的瞬时功率不平衡通常由并联在光伏组件两端的大电解电容来解决。然而电解电容寿命有限,远低于光伏组件的寿命要求,成为影响微型逆变器寿命和稳定性的决定性因素。回顾了国内外应用于光伏并网微型逆变器中的功率解耦技术,进行分类介绍并列举了不同的电路拓扑及控制方法,最后对其进行比较并指出各种方法的优缺点。     

基于LNK403EG的大功率LED照明电源设计

设计了一种采用LNK403EG为核心驱动芯片的带功率因数校正的LED驱动电源。该电源输入交流电压范围为90～265V,可以驱动输入电压为18V、电流为0.38A的大功率LED光源;电路中没有使用电解电容,延长了LED驱动器在高温下的工作寿命。     

具有功率解耦功能的反激式逆变器的研究

在光伏发电系统中,受电网的影响,逆变器的瞬时输入功率与瞬时输出功率不平衡,在逆变器的输入侧产生了二次功率扰动。文中提出了一种带有薄膜电容的新型功率解耦结构。使其并联在反激式逆变器的输入侧,通过薄膜电容的充放电,使二次功率扰动转移到薄膜电容之中。薄膜电容具有容值小,体积小,寿命长等诸多优点,可以代替传统的体积大、寿命短的电解电容,在滤除二次功率扰动的同时延长系统的寿命。最后通过Psim仿真和实验验证了其可行性。     

三相无电解电容LED电源

LED作为第4代光源具有其他光源所无法比拟的优势:高效,节能,长寿命等,但传统的LED电源驱动中因普遍使用电解电容,大大缩短了整体LED照明的寿命。为提高LED电源的寿命,针对路灯等大功率照明应用提出了一种三相无电解电容的LED驱动电源的设计方案。三相交流电作为输入,利用三相电之间的相位差,通过驱动电路并行向LED供电,使LED获得恒定的电流从而得到恒定光通量。根据叠加定理,给出了详细的理论推导和证明,并使用Matlab/simulink软件对于所提出的方法进行了仿真,仿真结果验证了该设计方案在无电解电容的情况下能够有效地驱动LED输出恒定光通量。     

A long lifetime passive LED driver with power factor correction

In this paper, a novel single stage passive ac to dc converter is first proposed for LED drivers. No controlled active switch, electrolytic capacitors and auxiliary power supply are required in the proposed LED driver. The advantages of the proposed driver include long lifetime, high efficiency and recyclability. In addition, application of the proposed quasi‐resonant circuit enables one to use much smaller capacitance and inductance for the capacitors and inductor to achieve high power factor and compact size. Theoretical analysis of the proposed LED driver is made, and some design guidelines are provided. Finally, a prototype system of 50‐W rating is constructed. Experimental results confirm the validity of the proposed LED driver. It can be seen that the proposed driver is robust to variations of input voltage, frequency and output load. The features of low cost, long lifetime, robustness and without EMI problem render the proposed driver a very attractive alternative for outdoor applications. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

超级电容器直流储能系统的FTU控制技术的实现

超级电容器是近年出现的一种介于电池与电解电容器之间的新型绿色储能元件,具有电容器功率密度高、寿命长、无需维护及充放电迅速等特性。为了推动超级电容器在电力控制系统的应用范围,通过工程实践介绍超级电容器在FTU控制系统中的应用原理和实际效果。     

基于铝电解电容器放电规律的ESR和电容监测方法

铝电解电容器是电力电子系统中的核心组件,也是最容易失效的电力电子元器件之一,其运行状态直接影响电力电子系统的稳定性。为了及时发现并更换存在问题的铝电解电容器,提出了一种基于铝电解电容器放电规律的等效串联电阻(ESR)和电容的监测方法。通过对铝电解电容器放电过程中的电压曲线实时采样,并结合其放电过程中电压和电流之间的关系式,建立ESR和电容的计算模型。最后,设计一套可以监测铝电解电容器ESR值和电容值变化的系统,并进行实验验证。实验结果表明,该方法可以准确测量铝电解电容器的ESR值和电容值,从而验证了所提方法的可行性。