一种高效隔离的双向DC/DC变换器

面对全球环境急剧变化、能源紧张、节能减排压力的不断上升,具有效率高、体积小、动态性能好、成本低等优势的双向DC/DC变换器的技术需求日益增多.文章在分析传统隔离式双向DC/DC变换器各种拓扑的优缺点的基础上,提出了一种具有隔离、高效、高功率密度的LLC谐振式双向DC/DC变换器的对称拓扑结构.通过研究LLC谐振电路参数的计算方法,设计了300 W,336/24 V的双向DC/DC变换器样机模型,并在Cadence Pspice环境下,建立了相应的等效电路模型,从空载到满载全范围工作状态下,仿真实现了谐振侧开关管零电压开关(ZVS)和整流侧整流二极管零电流开关(ZCS),减小了损耗,提高了效率,降低了电磁干扰(EMI),验证了双向DC/DC变换器对称拓扑结构及其谐振电路参数计算方法的正确性.     

一种新的LLC倍压谐振变换器参数设计方法

提出了一种新的LLC倍压谐振变换器参数设计方法。首先,基于基波分析法分析了该拓扑的增益特性,然后推导出了LLC倍压谐振变换器主回路谐振电流峰值的表达式,给出了LLC倍压谐振变换器的ZVS导通条件,建立了变换器优化设计模型。最后,利用MATLAB优化方法对LLC电路进行了优化设计并对设计结果进行了实验验证。     

基于LTspice的半桥LLC谐振变换器的参数设计与仿真

针对半桥LLC谐振变换器参数设计比较复杂且计算量大的问题,通过对半桥LLC谐振变换器的拓扑结构和开关过程的介绍,利用基波分析法建立谐振变换器的数学模型,得出了谐振变换器的直流增益;通过对半桥LLC谐振变换器原边开关管实现软开关的约束条件和其谐振参数对直流增益影响的分析,得到了谐振参数的设计过程.根据这种设计方法,在LTspice中搭建一个输入为400 V,输出为12 V,1.5 kW的仿真平台,验证了半桥LLC谐振变换器设计过程的可行性和有效性.     

一种新型双向DC/DC变换器增益分析

针对轨道交通节能改造的需求,为克服双向DC/DC变换器增益不高的缺点,提出了一种新型的双向DC/DC变换器拓扑,该变换器利用了一个耦合电感作为双向磁性开关来控制能量的储存和释放、提高变换器的增益.分析了影响该变换器增益的因素,推导了该变换器的增益公式,并通过Matlab仿真和制作一台50W的样机进行了原理验证,实验结果表明：变换器工作在Boost状态（功率25W）时增益达到8倍,Buck状态（功率42W）时为0.2倍的增益.因此该电路拓扑可应用于高增益的场合.     

高功率LLC全桥变换器谐振网络分析与设计

软开关技术是LLC谐振变换器的一大特点,提高了变换器的效率和功率密度,大大降低了开关损耗,但全桥LLC变换器目前缺少一种实现软开关参数的定量分析计算方法和高效简洁的设计思路.本文在建立LLC全桥谐振变换器交流等效电路的基础上,分析开关频率为2个不同谐振频率时的谐振网络阻抗状态,然后遵循能量守恒对LLC的软开关实现进行公式推导,最后提出利用谐振参数关系式与仿真图形相结合的一种简洁的LLC变换器设计思路.搭建了1台全桥LLC谐振变换器样机,实验结果验证了设计方案的正确性.     

基于半桥LLC谐振变换器的电动客车充电设备的研究

电动客车充电设备的开关电源通常采用谐振变换器作为DC-DC隔离型拓扑结构,传统的LC串联、LC并联或LCC串并联谐振变换器在输入电压波动较大情况下存在较大关断电流,因此,基于半桥LLC谐振变换器的电动客车充电设备,采用基波近似法分析品质因数、电感比等参数对变换器直流增益的影响,研制了充电设备样机,对电动客车蓄电池进行了多阶段充电策略的状态控制测试,结果表明基于半桥LLC谐振变换器的电动客车充电设备具有优异的软开关性能,有效地提升了设备直流输出电压的质量。     

低压大电流DC/DC变换器的研究

在低压大电流DC/DC变换器的各种拓扑结构中,倍流整流结构有着良好的性能.在倍流整流结构中,由于滤波电感电流的相互抵消,而大大减小了输出电流纹波.基于同步整流电路的工作原理,利用闭环负反馈控制技术,采用损耗低的半桥倍流整流拓扑结构以及纹波消除技术设计一种低压大电流半桥倍流整流的DC/DC变换器.通过其工作原理的分析并利用Pspice仿真,验证了文中拓扑结构的高效性.     

半桥电流馈入型LLC变换器的研究

针对传统的LLC变换器无法实现较高的转换效率问题,本文采用基波分析法,研究了一款适用于低电压输入,且可实现零电流关断的半桥电流馈入型LLC变换器。分析了该变换器的工作原理,比较了其与传统LLC变换器的异同,在借鉴传统LLC变换器建模方法的基础上,对半桥电流馈入型LLC变换器进行建模分析,同时运用基波分析法推导了该变换器的开关网络、输出网络和谐振网络模型,并利用Saber仿真软件对半桥电流馈入型LLC变换器进行仿真分析。仿真结果表明,在不同负载情况下,该变换器可通过谐振获得较高的电压增益,且在一定范围内谐振频率越高,增益越大;当流过开关管的电流过零,且有较小的反向电流时,开关管关断,说明半桥电流馈入型LLC变换器能够稳定、可靠地实现零电流关断。该研究具有广阔的应用前景。     

双向LLC谐振变换器特性分析

目前针对LLC谐振变换器的研究主要集中于单向工作,双向LLC谐振变换器的研究仅局限于双4型LLC谐振变换器的初步研究,而对新型4-11型LLC谐振变换器的工作特性及应用环境研究较少。在PSPICE仿真软件下建立LLC谐振变换器模型,制作实验样机,对比分析双4型LLC谐振变换器和4-11型LLC谐振变换器的双向工作特性,给出其适合的工作应用环境。该研究成果为不同类型的双向LLC谐振变换器的研发及应用提供了重要依据。     

用于电动汽车的交错并联软开关双向DC/DC变换器

双向DC/DC变换器作为电动汽车能量控制的关键性元件,是复合电源储能系统中不可或缺的重要部件之一.鉴于不同的双向DC/DC变换器拓扑结构的选择能够影响其成本的高低、性能的好坏,以电压、电流应力最小的双向半桥变换器为基础,采用不添增额外半导体器件的软开关技术,有效的减小器件的开关损耗,并选取两相交错式拓扑结构来弥补输出电压、电流纹波大的缺点.在双向DC/DC变换器中采用两个电流内环并共用一个电压外环的控制策略,通过仿真实验验证了该变换器能够实现对能量双向流动的稳定控制,具有零电压、零电流开关,输出电压、电流纹波小的优点.     

组合型DC/DC变换器控制策略研究

为了提高变换器输出功率,实现开关管的ZVS,根据两组以上变换器交错并联的电路拓扑,提出了一种带辅助网络的两路交错并联DC/DC变换器的控制策略.该控制策略可以实现变换器次级电压的交错,使得滞后桥臂利用另一全桥变换器产生的交错电流实现ZVS.最后运用Saber软件进行了仿真和实验,实验结果验证了该控制策略的正确性.这对大功率开关电源的研究具有实际指导意义.     

软开关DC／AC变换器原理分析及谐振环节参数设计

导出了ＤＣ／ＡＣ变换器谐振直流环节电压波形可靠回零所依赖的最小初始条件和谐振开关所需的最小导通时间ｔ１ｍｉｎ。证明了电机负载电感Ｌ２及电阻Ｒ２对系统谐振特性影响较小,可用一恒流源代替的结论。讨论了谐振频率及谐振参数的选取方法,给出了谐振频率ω,谐振参数Ｌ、Ｃ,谐振电感初始预充电电流ＩＬ０及谐振峰值电压ＶＣｍａｘ之间的关系曲线。     

Isolated single-stage high power factor AC/DC converter

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新型倍流整流方式零电压开关PWM全桥三电平直流变换器

通过在基本的倍流整流方式零电压开关PWM全桥三电平直流变换器的一次侧绕组中串联一个阻断电容,提出一种新型变换器．该变换器利用阻断电容的电压使一次侧电流在零状态时快速下降,不必要求变压器漏感极小;输出整流管能够自然换流,避免了反向恢复造成的电压振荡和电压尖峰．并分析变换器的工作原理,通过仿真实验验证该变换器的可行性．     

模块化多电平直流变压器的傅里叶级数建模与控制器设计

研究模块化多电平直流变压器,其由两相模块化多电平桥臂、高频隔离变压器和并联全桥模块组成. 模块化多电平桥臂采用准方波调制,并联全桥模块采用方波调制,基于傅里叶级数分析单移相控制下的工作原理和功率特性. 采用傅里叶级数求和的方法建立模块化多电平直流变压器在单移相控制下的数学模型,求得单移相控制到输出电压的传递函数,在开环传递函数的基础上设计PI控制器,以达到控制输出电压的目的. 最后在MATLAB/Simulink中搭建模块化多电平直流变压器的仿真模型. 仿真结果表明,利用该数学模型设计的PI控制器可使直流变压器输出电压稳定.     

基于STM32F051控制的太阳能并网发电系统设计

设计了一种1kW太阳能并网发电系统,主要包括前级DC/DC升压模块和DC/AC逆变模块,整个控制的核心芯片采用ARM系列的STM32F051。前级DC/DC升压模块,主要利用全桥LLC谐振电路实现了前级电压的泵升,为后级提供了稳定的电压;后级DC/AC逆变模块,主要利用单相电压型逆变电路,其逆变控制系统采用SPWM电压电流双环控制,使并网电流与电网电压同频同相。在MATLAB/Simulink仿真环境下对全桥LLC谐振电路和单相全桥逆变电路进行仿真,得到了谐振网络两端电压、谐振电流以及电网电压、并网电流的仿真结果,为今后太阳能并网发电系统的改进和优化提供了依据。     

应用于超宽输入范围的变拓扑LLC电路

为了拓展新能源并网的输入电压范围,提出一种全桥LLC (FBLLC)和半桥LLC(HBLLC)相结合的变拓扑电路.当输入电压低,采用FBLLC模态;当输入电压高,采用HBLLC模态.通过由数字信号处理器（DSP）进行全数字控制,电路随着输入电压的变化在HBLLC和FBLLC之间切换.这种变拓扑电路完全不增加额外器件,单纯依靠软件控制,控制简单,在拓扑切换上采用一种新的控制策略来尽可能优化效率.与传统LLC对比,分析和实验表明,在相同条件下,变拓扑LLC使输入电压范围能够拓展１倍.通过一个最大和最小输入电压比为4的对比试验,分别采用变拓扑LLC和传统LLC,结果表明：采用变拓扑电路,其整体效率能提升约3%.该拓扑适合应用于超宽输入电压范围的场合,如风力、光伏发电等.     

一种抑制无刷直流电机转矩脉动的新方法

对无刷直流电机转矩脉动产生的原因进行全面分析,提出增加前级直流变换器抑制转矩脉动的新方法,使用buck直流变换器,通过调整逆变器的母线电压来抑制转矩脉动,在MATLAB/Simulink环境下基于该方法搭建无刷直流电机仿真模型,并对系统进行仿真分析。仿真结果表明,该方法能够有效抑制无刷直流电机转矩脉动。