新型混合动力电动汽车车载充电机的研究

为了减少混合动力电动汽车(HEV)接入电网充电时向电网注入谐波,车载充电机必须进行功率因数校正(PFC)。目前常用的PFC电路是单相不控整流+Boost两级电路,限制了变换器效率的提高。研究设计了一种交错并联Boost电路作为PFC电路。为了进一步提高效率,采用移相全桥ZVS DC/DC作为车载充电机的后级电路。在对上述的主电路拓扑的工作原理进行分析的基础上,给出了部分关键参数的设计方法,并分别设计了相应的控制策略。仿真和实验结果验证了所设计的新型车载充电机的可行性。     

高压直流开关电源的设计与实验研究

设计了高压直流开关电源,主电路采用两级结构,前级为具有软开关的有源功率因数校正(APFC)电路,能够降低谐波含量,提高功率因数,降低开关管损耗。后级采用在初级加箝位二极管的改进型零电压开关(ZVS)移相全桥变换器,有效抑制了次级整流桥输出振荡和电压尖峰,减少了损耗及输出纹波。对控制系统进行合理设计,提高了控制精度及开关电源性能。最后研制了一台2.4 kW实验样机,通过实验验证了电源系统设计的可行性。     

新型有源箝位ZVS单级PFC变换器

针对传统功率因数校正(PFC)变换器存在的开关管电压应力高、硬性开通等问题,提出一种新型单级PFC变换器,在传统Boost升压电路基础上,结合移相全桥及有源箝位技术,利用一级电路就可实现PFC以及DC/DC变换.通过在桥臂两端并联有源箝位电路并结合适当的控制策略,吸收了变压器漏感在电路换流过程中产生的电压尖峰,降低了桥...     

单级桥式有源功率因数校正变换器拓扑研究

单级桥式有源功率因数校正(PFC)变换器具有应用于中大功率领域的良好前景.在分析几种单级桥式有源PFC变换器的基础上,介绍了一种结构简单的单级桥式PFC变换器.该变换器能在实现功率因数校正、AC/DC转换、输出电压调节和电气隔离的同时,实现功率开关的零电流开关或零电压开关;由于采用了恒频PWM控制策略,使得对滤波环节和磁性器件的设计变得容易了.与普通单相Boost PFC电路相比,该变换器的控制电路只需增加一级移相环节就能很容易地实现控制.     

基于脉冲宽度调制控制策略的零电流开关高功率因数AC/DC变换器

目前，对单级功率因素校正电路的研究大多集中在小功率应用领域，为此该文提出一种能够应用于中大功率场合、实现了零电流开关的单级高功率因数AC／DC变换器拓扑。通过在全桥变换器中增加辅助开关实现了PWM控制，它不仅能够在很宽的负载范围内实现零电流开关和功率因数校正，而且解决了全桥谐振电路中。在不采用移相控制的情况下，必须采用PWM控制策略的问题。与2级式功率因数校正电路相比，提高了动态响应的速度、降低了成本，并且开关管的电压应力较低。仿真和实验分析验证了变换器的优越性。     

一种新型零电流零电压开关功率因数校正全桥变换器

介绍一种单级式零电流和零电压开关功率因数校正全桥变换器，利用变压器的漏感和输出电容的储能，在很宽的负载范围内实现了超前管的零电流开关；而通过移相控制方式，利用开关管的结电容则实现了滞后管的零电压开关。由于软开关的实现不需要任何其它的辅助元件，所以与通常的零电流开关PWM Boost全桥变换器相比，该变换器结构简单，容易实现。通过对电路的运行机理和工作模态的分析，可以看出该变换器能同时实现功率因数校正、AC／DC转换、输出电压调节和电气隔离，实验结果证明了该变换器的优越性。     

通信用高频开关整流模块控制研究

针对直流供电系统用高频开关整流模块,前级采用三相桥式整流器,后级采用改进型零电压开关(ZVS)全桥DC/DC变换器。其中前级整流模块电流内环采用引入电压前馈的多重准比例谐振(QPR)并联控制策略,后级改进型ZVS全桥DC/DC变换器采用恒压移相控制。在分析前后级工作机理的基础上,给出了详细的理论分析与参数设计方案。实验结果表明,采用该控制策略网侧电流谐波含量小,后级变换器实现了ZVS且变压器初级输出电流波形质量良好。     

带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器

为消除Boost变换器用于两级功率因数校正(power factor correction,PFC)器前级时的升压作用对输出电压的影响,作者用充电泵功率因数校正变换器构造了有源浮充平台电路,并将其应用于单相Boost型PFC变换器中,设计了带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器。该变换器保持了传统Boost型PFC变换器的优点,输出电压大大降低,拓宽了PFC电路的应用范围,为设计后级DC-DC变换器提供了便利。仿真分析和实验结果均表明,该变换器的输出电压大大降低,可实现单位功率因数校正,具有良好的动态性能。     

单级三相PFC+变压器串并联DC/DC变换器研究

为满足电动汽车车载充电机大功率输出需求,设计了一种单级三相功率因数校正(PFC)+变压器串并联DC/DC变换器。该变换器将三相PFC拓扑和移相全桥拓扑合二为一,采用变频控制,实现了输入PFC、桥臂开关管零电压开关(ZVS)开通和输出电压可调。变压器采用初级绕组串联、次级绕组经全桥整流加电感滤波后再并联的策略,实现了功率拓展及功率自动均衡。分析了变换器工作原理,根据实验技术指标介绍了参数设计和器件选取,分析了变压器在此结构下功率自动均衡原理。最后,设计实验样机验证了其有效性。     

基于耦合电感消除占空比丢失的模块型全桥光伏变换器

在模块型光伏变换器中,将耦合电感引入到变换器的移相全桥电路的倍压整流侧。在DC/DC级,先分析了耦合电感的数学模型,以及引入耦合电感后变换器的开关模态。重点分析了耦合电感对循环电流的影响,即耦合电感不仅通过耦合作用快速消减原边循环电流进而减少占空比丢失,还能保证DC/DC级移相全桥电路倍压整流侧输出的经SPWM环节调制的工频正弦半波电压的滤波效果,并能实现移相全桥电路超前臂零电压开关。在DC/AC级,经工频逆变桥输出交流电。最后,通过120 W实验样机验证了引入耦合电感后变换器的功能特性,变换器控制简单,并能有效减少占空比丢失引起的谐波含量,进而保证输出电能质量。     

280W移相全桥软开关DC/DC变换器设计

移相全桥变换器是最常用的中大功率DC/DC变换电路拓扑之一,它利用开关管的结电容和原边串联电感作为谐振元件,使开关管能进行零电压开通和关断,但传统移相全桥变换器输出整流二极管的反向恢复会引起电压振荡,二级管上存在很高的电压尖峰。280W移相全桥软开关DC/DC变换器采用了一种新的拓扑结构,在变压器原边加了2个箝位二极管,在实现开关管零电压开通和关断的同时,有效地抑制了电压振荡,消除了电压尖峰,减小了输出整流二极管的电压应力。分析了主电路的工作原理,给出了主电路参数和实验结果。     

带有源浮充平台的无桥单相PFC变换器

采用无桥(Bridgeless)变换器作为功率因数校正(PFC)的主电路,取消了输入整流二极管,在开关导通过程中电流只流过两只开关管,有效地减小了导通过程中能量的消耗.作者基于充电泵功率因数校正变换器原理构造了有源浮充平台(Floating Charge Landing,FCL)电路,并将其应用于单相无桥型PFC变换器中,设计了带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器.该变换器既保持了传统Boost型PFC变换器的优点,同时大大降低了输出电压,拓宽了PFC电路的应用范围,为后级DC/DC变换器的设计提供了便利.     

基于半桥LLC谐振式通信电源的设计

随着4G网络的普及,人们越来越对网络的便捷性产生依赖,这也对通信网络的稳定性和实时性有了更高的要求。通信电源作为通信系统稳定运行的保障,其可靠性也备受行业关注。设计及制作一款基于半桥LLC谐振式通信电源,以供通信设备使用,该通信电源具有两级结构,为APFC+LLC结构。有源功率因数校正电路的拓扑结构采用Boost作为主拓扑,电路工作在CCM模式,使该通信电源能够达到较高的功率因数,并且有效地降低了输入电流谐波的含量。软开关DC/DC变换器采用半桥LLC作为主拓扑,软开关DC/DC变换器主要通过谐振来实现,在半桥或者全桥变换器的基础上加上谐振网络实现零电压开通或者零电流的关断,设计时我们选择半桥LLC谐振变换器,利用适当的谐振电路设计使输出电压稳定。最后制作了功率为360 W的通信电源,经过仿真验证该通讯电源效率很高。     

单相Boost型功率因数校正电路软开关技术的综述

对单相Boost功率因数校正电路软开关技术进行了分类,分为零电压开关功率因数校正电路、零电压转换功率因数校正电路、零电流开关功率因数校正电路、零电流转换功率因数校正电路、有源箝位功率因数校正电路和带有无损吸收电路的功率因数校正电路,并对每一类型的电路的拓扑结构、工作方式及工作特点做出分析。     

双向隔离型AC-DC矩阵变换器的软开关复合调制策略

针对双向隔离型AC-DC矩阵变换器,文中提出一种软开关复合调制策略,其中,前级3-1矩阵式变换电路采用对称双线电压调制法,以提高电压传输比;后级全桥电路采用互补控制,简单易实现;前后级电路之间进行移相控制。通过协调安排前后级脉冲宽度分布,使得矩阵变换器中的双向开关在采用简单的两步换流时,可保证全部开关器件实现零电压开关(zero voltage switching,ZVS)换流。仿真和实验结果表明,网侧电流三相平衡正弦,相电流谐波畸变率小于3%,功率因数接近于1,输出电压和电流为稳定直流,电压电流纹波小,变换器中的双向开关和普通开关器件均能实现ZVS换流。在宽负载范围(10%～100%)内效率均保持在94.5%以上,最高效率可达97.74%。因此,采用提出的调制策略可实现双向隔离型AC-DC矩阵变换器功率的稳定传输,在保证良好的输入输出性能的同时,实现了开关器件的零电压换流,具有高效率。     

有源箝位全桥Boost倍压变换器

提出一种移相控制有源箝位全桥Boost倍压变换器(Phase-ShiftActive-clampFull-bridgeDouble-VoltageConverter,PSAFBDVC)。有源箝位网络抑制了桥臂间的电压过冲,移相控制实现了开关管的零电压/零电流开关。该电路电压增益高,适用于高压输出的场合。文中对PSAFBDC的工作状态、工作时序进行了详细分析,并给出了电路实验波形。实验结果证明了PSAFBDVC实现高压电源可行性。     

基于移相全桥的两级式交错并联DC/DC拓扑研究

针对电动汽车的快速、安全、高效充电等热点问题,提出了并联型DC/DC全桥与降压型变换器拓扑相结合的控制策略,利用移相全桥控制技术和交错并联控制技术,实现高频磁隔离功能,提高电流控制性能,提升整个系统效率.详细介绍了两级式DC/DC变换器的拓扑结构和工作原理,前级移相全桥电路通过移相控制实现软开关功能,并降低开关损耗,而后级降压电路可以实现闭环控制,输出固定电压.由此表明交错并联技术能够使输出电流纹波得到有效抑制,从而输出更高功率.本系统基于TMS28335进行软件设计,研制出一台最大输入电压为700 V,输出电压为250～550V的5 kW变换器,验证了所提出控制策略的可行性.     

电动汽车车载移相全桥变换器改进研究

为提高电动汽车车载电源的效率,针对传统移相全桥DC/DC变换器的副边占空比丢失、变压器磁饱和、副边寄生振荡等问题,提出改进型的移相全桥拓扑结构,通过增加原副边的变比来减小占空比的丢失,串联隔直电容防止变压器磁饱和,采用二极管钳位电路抑制副边二极管的电压振荡.在详细分析移相全桥零电压开关(ZVS)控制策略的基础上,针对该...     

移相PWM控制直流变换器的研究

介绍了移相PWM技术在DC-DC变换器的应用,对移相全桥零电压PWM DC/DC变换器进行了工作原理的研究,将移相控制全桥零电压开关变换器作为DC/DC变换电路,采取集成PWM芯片UC3875作为主要控制芯片,以实现对逆变电源的PWM控制。最后利用Matlab/Simulink建立其仿真模型,并以此为基础建立逆变电源的仿真电路,验证了该系统的有效性。     

移相全桥零电压开关PWM电路的技术研究

针对普通的DC/DC全桥变换器电路,四个主开关管工作在硬开关工作状态,导致开关管开关损耗大和变换器效率低等缺点,研究了移相全桥DC/DC零电压开关PWM电路通过在主电路中增加谐振电感、谐振电容以及二极管,实现四个开关管的零电压开通.相比于普通的DC/DC全桥变换电路,移相全桥DC/DC零电压开关PWM电路使主电路中的四个开关管都处在软开关状态,减少开关损耗和提高系统的效率,同时消除了由于开关温升上升引起的干扰,确保了整个系统的可靠性.最后通过仿真试验验证理论分析的可行性.