基于国产MCU混合控制的高压直流变换器

LLC谐振变换器的电路分析采用一次谐波近似法(FHA),忽略高次谐波的影响。对于LLC谐振变换器的宽范围输入,只调节开关频率稳定输出电压,会出现输出电压超出允许范围的情况。根据归一化频率和电压增益曲线,当开关频率远离谐振频率时,FHA不再有效,会导致电压致增益失效。采用单一调节频率控制模式,不能控制输出电压的允许范围。因此,通过调节频率和调节开关管占空比的混合控制方式,稳定输出电压。控制芯片采用国产的HPM6300单片机,具有160 MHz主频。这里搭建功率为1.5 kW的原理样机进行实验验证,额定输入电压为400 V,电压输入范围为±10%,额定输出电压为1 500 V。实验结果证实了理论分析和参数设计的准确性。     

基于AT89C51单片机的数控开关稳压电源

介绍了将单片机控制系统应用于开关稳压电源的方法和原理,实现了开关电源的数控调节,在宽输出电压下实现了0.1 V步进调节,并分析了稳压工作原理、电压调节方法和中断保护的过程.     

限制调频范围的不对称多模式宽输出LLC变换器

频率控制的传统LLC谐振变换器往往受限于开关频率的有效调节范围,难以实现宽输出电压范围,为此,研究了一种限制调频范围的不对称多模式宽输出LLC谐振变换器。采用双谐振腔且对应两变压器变比不同的不对称结构,能够根据原边开关组合的不同,使得双谐振腔分别工作在单半桥、双半桥和半桥+全桥3种不同的模式,从而获得3种不同的电压增益,并且保证每种模式之间归一化增益调节范围不超过1.5,可以在窄开关频率范围内实现宽输出电压范围。建立300 W的实验样机,验证了所提变换器可实现1～3倍的宽输出电压范围,并且实现了原边开关管的零电压开通和副边二极管的零电流关断,具有良好的软开关性能,验证了变换器的可行性。     

基于单片机的智能防腐电源的设计和实现

本文介绍了一种运用电力开关变换技术和高频开关技术并以单片机系统为控制核心的智能防腐电源；设计以VMOSFET作为功率开关器件．采用脉宽调制（PWM)技术。通过使用先进的传感器采样输出电压和输出电流，然后和给定的信号进行比较，经过A-D转换．由单片机结合改进的PID控制算法．产生连续的脉冲控制信号，调节输出电压的变化。     

具有宽范围输出电压的三电平半桥LLC谐振变换器控制策略

由于三电平变换器的开关管电压应力仅为输入电压的一半,在大功率DC-DC电源、电动汽车充电等应用领域得到广泛的关注和研究。为了实现宽范围输出电压调节控制,克服三电平半桥LLC谐振变换器采用变频调制时电压调节范围小的缺点,将移相调制策略引入三电平半桥LLC谐振变换器控制,分析了其工作过程、电压调节范围及软开关条件,导出了实现软开关的工作状态分界点,由此提出一种三电平半桥LLC谐振变换器移相和变频相结合的混合式调制策略。该策略根据软开关工作状态,切换移相调制和变频调制,以实现全程软开关和宽范围输出电压控制。实验验证了理论分析结果的正确性以及所提调制策略的可行性和有效性。     

LLC谐振式磁控管供电电源的研究

研制了一台零电压软开关电源,其目的是代替微波炉中工频变压器和半波倍压整流电路,为磁控管供电。用LLC谐振变换器作为电源主电路,以dsPIC单片机为核心设计了电源的控制系统,并通过改变主电路开关变频率控制法实现了电源输出电压和输出功率的调节。实验结果表明开关频率变动范围内,该电源可安全可靠地实现软开关控制,输出电压完全满足磁控管运行需求,磁控管输出功率可实现连续可调。     

双向LLC谐振变换器混合控制策略研究

针对双向半桥LLC谐振变换器在脉冲频率调制(PFM)下存在电压增益范围较窄的缺点,研究了一种PFM-非对称脉冲宽度控制(APWM)混合控制策略.该策略在PFM的基础上,当电压增益小于1时,采用APWM进行输出电压调节,从而有效扩展了变换器电压增益调节范围,并且可以实现全范围零电压开关(AVS).详细分析了 APWM策略...     

宽增益三电平串联谐振双向DC-DC变换器

针对输入电压变化范围较宽且电压等级较高的应用背景,本文提出一种三电平串联谐振双向DC-DC变换器拓扑。新的拓扑采用三电平全桥结构和移相控制技术,通过调节移相角和三电平桥输出电压零电位占空比,用以改变输出电压。综合考虑软开关范围和谐振腔电流等因素,对系统进行建模。通过分析,给出了三电平串联谐振双向DC-DC变换器的参数设计方法。同时,在保证所有开关管均可以实现零电压开关的前提下,有效地扩宽了电压增益范围。最后,设计了一组额定功率为1.6 kW的PSIM仿真系统,验证了拓扑结构和参数设计的可行性。     

基于LCL谐振变换器的电磁感应式非接触电能传输系统动态调压控制方法

为了解决电磁感应式非接触电能传输(ICPT)系统输出电压的可控动态调节问题,提出一种基于LCL谐振变换器的动态调压控制方法。发射端采用具有恒流输出特性的LCL谐振结构,使得流过发射端耦合线圈的电流呈现恒流特性。在接收端LCL谐振变换器输出侧并联一个用于调节电能输出的可控开关管,通过控制开关管的开关状态,实现电能的可控输出。当开关管关断时,接收端LCL谐振变换器输出电能给负载,输出电压上升;当开关管开通时,负载侧电能输出被切断,输出电压下降。通过检测输出电压,对可控开关管进行负反馈控制,可以动态调节电能输出功率,实现输出电压的动态调节。该方法只调节接收端,无需使用无线信道与发射端通信,电路结构及控制方法较为简单、易于实现,且适用于一个发射端对多个接收端无线供电。最后,搭建了2k W ICPT系统原理样机。通过实验验证了所提方法的可行性和正确性。     

基于ATmega16的高精度数控直流电压源的研制

为了解决普通电源精度不高和无负电压输出的问题,研制了一种由ATmega16单片机控制的高精度数控直流电压源,该单片机片内自带10位快速PWM功能和10位逐次逼近型A/D转换器,产生PWM波和实现A/D转换,使外围电路更简单;采用两路独立的比较放大电路、功率放大电路和采样电路,并分别与单片机组成闭环反馈模式进行稳压,解决了传统数控直流电压源不能输出负电压和控制精度不高的问题;采用PID算法快速调节预置电压和实测电压的计算偏差,克服了传统逐次比较累加方法的缺点,大大提高了运行速度.测试结果表明,该电源实现了输出电压调节范围-12～+12 V,步进电压5mV,输出电压精度为0.1％,纹波小于0.9 mVp-p,负载调整率为0.032％,电压调整率为0.04％,具有矩阵按键设置预置电压,液晶显示输出电压与预置电压和过流报警等功能.     

宽电压范围LLC变换器混合控制的研究

针对电动汽车充电机宽输出电压范围和转换效率之间的矛盾,探讨了一种LLC变换器的混合控制方案。在高输出电压段采用调频控制,在中输出电压段LLC工作于谐振模式,采用调节母线电压实现充电电压的控制,在低输出电压段采用同时调节频率和移相角的混合控制策略,以达到在宽电压输出范围内均获得较高转换效率的目的。分析了在低输出电压段变频移相混合控制下的连续和断续工作模式,通过时域分析法推导了电压和电流的表达式,求出了保证开关管ZVS 开通的条件。同时控制频率和移相角变量,可显著减小超谐振频率段的开关频率和关断损耗,在保证调压能力的基础上,提高变换器的效率。在7.5 kW LLC变换器试验样机上,验证了该混合控制策略的有效性。     

数控有源箝位正激变换器的分析与设计

主要阐述了基于单片机控制下的改进型有源箝位正激变换器设计。实现宽范围电压输入、宽范围电压输出、输出电流可调等功能;具有过压保护、过流保护功能;能够较好地实现主开关管、箝位开关管的零电压开启,大大降低了开关损耗;采用同步整流技术和软开关技术进一步提高系统转换效率;处理器能够根据负载变化自动调整工作模式,即轻载模式、重载模式、待机模式。采用高速光耦合器隔离驱动方式,使得输出电压信号、电流信号直接反馈至PWM控制器,提高了闭环控制带宽,并且具有线性反馈等优点;处理器可根据输出电压或电流参数,并行调整PWM工作频率、占空比,实现PWM&PFM综合控制。经过实际电路制作验证了方案的可行性,说明数字电路结合有源箝位正激变换器具有更多优点。     

半桥三电平LLC变换器宽范围输出电压控制策略

半桥三电平LLC(HBTL-LLC)谐振变换器电压应力小、功率密度高、软开关范围大,因此受到广泛关注和应用,但存在输出电压可调范围小、软开关难以实现等问题。这里在分析HBTL-LLC谐振变换器工作原理的基础上,提出一种3段式混合控制策略:增益较大时采用调频控制,而在增益较低时采用移相控制,若移相角达到实现软开关的临界值且增益仍然偏高,则采用变频burst控制,从而扩大输出电压的调节范围,提高低压输出时的电源效率。最后,设计了一台500 V/15 A样机并进行了相关分析和实验,结果验证了所提3段式混合控制策略的可行性和有效性。     

谐振变流型同步电机励磁电源

介绍了一种采用准谐振变流技术的同步电机励磁电源的工作原理和设计要点，该电源成功地实现了功率管在零电压条件下的开通和关断，其开关功率管上的电压应力仅等于输入直流电源电压，输出调节范围大于８。在输出功率为４８ｋＷ时，开关管上的平均功耗仅为１５０Ｗ左右。     

一种拓宽PWM整流器调压范围的方法研究

三相电压型PWM整流器在单位功率因数下工作时,其输出直流电压只能高于交流侧电压峰值,无法实现降压输出。在不改变三相电压型PWM整流器拓扑结构的前提下,研究分析在不同功率因数下,对输出电压调节范围的影响,通过控制交流侧功率因数的方法,实现输出电压调节范围的拓宽。运用Matlab/Simulink软件进行了仿真分析,并采用CompactRIO控制器进行了实验验证,仿真和实验结果表明,通过控制交流侧功率因数,能够有效地拓宽PWM整流输出电压的调节范围。     

基于变参数控制的谐波励磁发电机电压调节器

介绍了采用51系列单片机控制的谐波励磁发电机数字电压调节器。它运用先进的脉宽调制和高频开关管实现对发电机输出端电压的控制。该调节器采用变参数PID控制方法，使得系统的控制性能更佳。实际运行结果表明，该调节器具有硬件电路简单、调节特性好、性价比高等特点。     

储能系统双向隔离直流变换器新型控制策略

为了实现高压接入低压输出储能系统中三相双向隔离直流变换器的高效应用,设计了一种新颖的控制策略。三相直流变换器中隔离变压器采用星三角连接可减少高压侧电压应力和低压侧电流应力。新方案利用开关频率控制调节直流变换器输出电压,并在高于开关频率点后,结合使用了一种谐振电路的移相算法,以减小特定功率下的开关频率范围。同时,对全功率...     

基于AT89S52单片机的开关电源设计

主要论述了基于AT89S52单片机的一种开关电源的设计原理及实现方法,采用开关电压调压芯片LM2596作为主控单元,主控制器通过控制程控电阻模块,实现并联供电系统输出电流的自动调节分配.同时芯片连接电流传感电路与过流保护电路,对输出电流实时检测,并反馈给主控器,实现过流保护.供电系统输出稳定的直流电压,并且供电效率达到60％以上,设计的产品可应用于通信设备和电子产品中,实用性较高.     

一种单片机控制的压电陶瓷微位移器的驱动电路设计

介绍了一种利用AT89C51单片机开关控制压电陶瓷微位移器位移的方法,通过单片机的定时器,在安全的TTL电平下实现对压电陶瓷应变片的高压开关控制。该功能是通过选择合适的耐压场效应管实现的,综合开关速率、耐压性、关断电流等方面的因素,采用的场效应管是IRF610型。作出对压电器件、场效应管的选择以及压电陶瓷应变片的单片机驱动电路的设计,并给出了该系统的控制程序。最后对系统进行了仿真实验,仿真结果表明:驱动电压增大,输出位移量也增大,在驱动电压140～200V时,电压增大和减小2个方向测量得到的位移-电压曲线不是重合的,这表明了压电陶瓷的测量迟滞性,驱动电压在150～190V时,函数的线性度最好,两者的迟滞性误差也最小,据此我们可以选择驱动电压范围为150～190V。     

碱金属热电转换器功率调节系统研究

针对碱金属热电转换器(AMTEC)的伏安特性,设计了DC/DC和DC/AC两级变换的功率调节系统.功率调节系统采用高频变压器隔离,避免了工频变压器产生的一系列问题.DC/DC变换器采用移相ZVS(零电压开关)PWM全桥变换和电压闭环控制,把AMTEC在较宽范围变动的输出电压变成稳定的直流电压.逆变器控制采用优化的特定消谐PWM技术,以滤波后总谐波含量(THD)为目标函数,计算预定开关角度.整个系统具有电压输入范围宽、转换效率高、输出波形THD低等优点.