电力电子变换器机内辅助开关电源设计与实验

论述了峰值电流控制RCD钳位反激变换器的原理，并首次提出了RCD钳位等关键电路参数设计准则，设计并研制成功的15W 220V 50Hz AC/270V DC/ 15V DC(0.8A),-15V DC(0.15A), 5V DC(0.2A）机内辅助开关电源具有功率密度高，变换效率高，过载与短路能力强，可靠性高等优良的综合性能，在AC／AC，DC／AC，AC／DC、DC／DC等四类电力电子变换器中均具有重要应用价值。     

实验用高压逆变电源的研制

在制取臭氧的研究中，高压逆变电源是关键技术之一。重点介绍了一种适合实验室用的调压调频高压电源，并用此电源做了初步的实验研究。     

单频电源平抑风电输出功率优化控制方法

随着电力电子装置应用日益广泛,其产生的大量谐波会导致输出功率降低和电网污染,其中以单频电源最为严重。为解决这一问题,提出一种基于制氢系统的单频电源平抑风电输出功率方法。建立以电解槽开关操作和运行状态为变量的0-1整数规划模型,实现电解槽平抑电源功率波动的优化控制。根据电解槽系统的运行特点,适当调整优先级约束条件,采用隐枚举法进行求解,通过仿真分析验证所提方法的有效性。仿真实验结果表明：采用该方法调节后可有效改善输出电流,输出功率因数达到0.98以上,可得到稳定输出电压且能实现输出电压宽范围调节。     

电压源换流器的高压取能电源设计

介绍了电压源换流器(VSC)的高压输入取能电源的需求,提出了满足3 300 V电压等级的双管反激式高压输入取能电源的设计方法,通过实验和工程应用证明了设计的高压输入取能电源具有输入电压范围宽、启动冲击电流和损耗小、性能可靠等优点,完全满足VSC的子功率模块供电要求。     

储能系统在移动供电系统中的应用研究

现代社会发展对供电系统的电能质量和可靠性要求不断提高,传统的移动式供电系统具有污染大、启动慢等缺点。将铁锂电池、DC/DC变换器和功率转换系统(PCS)逆变器组成的两级式能量转换装置作为研究平台,重点研究了移动供电系统中的两台DC/DC变换器的主从控制策略,移动供电系统并、离网控制策略及实验验证。     

一种双管正激ZVT-PWM开关电源的研制

介绍了一种双管正激ZVT鄄PWM电路的软开关拓扑,详细分析了该拓扑结构实现软开关的工作原理,给出了一个开关周期中各个开关模态的关键参数计算公式,利用公式推导说明了实现软开关的策略。在理论分析和计算的基础上,采用双管正激ZVT鄄PWM主电路拓扑结构,成功开发并研制了1.5kW(26V/50A)的开关电源。该电源具有体积小、效率高、可靠性高、电磁干扰小的优点。针对实测波形和理论分析波形存在的差异,文中给出了准确的说明和分析。     

多电平功率变换器的PWM控制策略综述

对多电平功率变换器的PWM控制策略进行了较为详细的综述研究,对其发展趋势进行了展望。多电平变换器的拓扑结构的丰富性和多电平PWM控制自由度的增加,决定了多电平逆变器PWM控制方法的灵活性和多样性,所以可能存在全新的、更加有效的PWM控制方法,控制方案的增加使得控制方案的优化问题显得非常重要,这将是多电平PWM的一个必然的发展方向;每一种主电路拓扑结构都有不同的中间变量控制任务,导致了多电平功率变换器的PWM控制目标多、任务大、难度大、综合性强,综合考虑中间变量控制、开关损耗最小化控制和具体拓扑结构与控制目标相结合的整体优化方法等,将是多电平逆变器PWM控制的主要发展方向。     

300VZVZCS直流稳压电源设计

为克服零电压开关(ZVS)变换器自身存在的初级环流较大,以及滞后臂开关实现ZVS受负载电流限制等缺点,利用零电压零电流(ZVZCS)全桥变换器设计了一种用于某新型金属表面处理工艺的300V直流稳压电源。它能在很宽的负载范围内实现ZVZCS。为满足工艺对该电源的要求,在电源中采用了峰值电流型控制模式,提高了电源的快速动态响应性能。实验结果验证了该电源设计方案的可行性。     

基于高频谐振变换器的高压充电电源设计

研究了一种高压电容器充电电源的原理、总体结构和软硬件的设计及其特点。该装置由逆变主电路和以TMS320C240DSP为核心的测控系统组成,可与计算机进行实时通信。主电路采用串联谐振软开关的控制方式,提高了变换器的工作效率,实现了对电容器充电的精确控制和恒流充电,具有良好的应用前景。     

新型中高压隔离驱动电源的架构

研究了一种应用于中高压电力电子装置的新型隔离驱动电源架构。驱动电源以电流型串联交流母线为基础,以高压电缆线和光纤作为电气隔离介质,实现多路输出和高压隔离的性能。文中分析了新架构的系统结构及其特点,对组成模块逐个做了详细分析,给出了模块的功能需求和设计准则,提供了各模块的几种实现参考方案并做了比较和评估,发展了电流型串联交流母线获取方案。最后,制作了一台400W的样机,以验证方案的可行性。理论分析和实验表明,按文中所述新架构参考标准设计的驱动电源具有结构简单、可靠性好、变换效率和传递效率高的优点,能够满足各种半导体器件的驱动需求。     

一种新拓扑模式的低压大电流电源

介绍了一台用于重离子加速器的低压大电流电源。为满足加速器电源对降低纹波输出和提高效率的特殊要求,采用了一种全新的电源拓扑结构,即基于同步整流技术的多路移相式开关变换器。文中重点介绍了该变换器在效率和纹波抑制方面的优点,给出电路仿真和试验结果,同时总结了几点经验用于参考。     

带零电压转换软开关的新型单相单级隔离式Cuk开关电源

针对Cuk变换器在硬开关工作模式下开关损耗大、传输效率低、di/dt和du/dt较大以及电磁干扰严重等不足,研究了一种基于零电压转换(ZVT)软开关技术的隔离式Cuk变换器系统。详细分析了隔离式Cuk变换器的软开关工作过程,计算了变换器和ZVT软开关电路的参数,研制了一台额定输出功率为500W的带ZVT软开关的新型单相单级隔离式Cuk高频开关电源样机。实验结果表明:变换器中的开关管均工作于软开关模式,与硬开关工作模式相比,有效减少了开关损耗,减小了di/dt和du/dt,降低了电磁干扰,提高了开关变换器的效率,从而验证了本文提出的方法和参数设计的合理性。     

开关电源模块并联供电系统设计

以单片机为控制器,采用两路DC/DC变换器(单端反激电路)并联和输出电压以及输出电流双反馈控制模拟并联供电系统。分析了并联供电系统的工作原理以及数字均流控制原理,并给出了反激变压器的设计和控制程序流程图。试验结果证明,该控制方案是有效可行的。     

新型半导体激光电源的设计

设计了一种小功率高稳定半导体驱动电源，该电源以恒流源驱动芯片HY6340为核心，结合半导体致冷器、温度控制芯片、数字温度传感器、过流过压保护电路对半导体激光器进行可设定温度的恒温控制。分析了主电路和控制电路的工作原理，给出了测试结果，与传统电路相比，电源具有结构简单、性能优异、使用元件少、价格低廉等特点。     

Power Quality Improvement in Three-phase Telecommunication Power Supply System

This article proposes power quality improvement in a three-phase AC mains-fed telecommunication power supply by using an improved power quality converter. Conventional telecommunication tower power supplies suffer from power quality problems, such as high input current harmonic distortion, low power factor, and voltage distortions at the utility interface. To mitigate these problems, modern AC-DC converters with power factor correction circuits are used at the utility interface. An integrated boost converter is used as a power factor corrector with an isolated DC-DC converter at the load end to form the proposed telecommunication power supply. The power factor correction converter mitigates the harmonic contents of the AC mains current and improves the power factor, whereas the isolated converter provides regulated load voltage and isolation. Voltage control is used for regulating the DC voltage of the isolated converter, while the power factor correction integrated boost converter employs a current control loop to shape input current to sinusoidal in-phase with voltage. The design, modeling, and simulation results are presented to demonstrate the effectiveness of the power supply at various AC mains voltages and loads. A prototype of the front-end converter is developed, and recorded test results are presented here to validate the simulated performance.     

基于有源PFC原理的升压型DC/DC空间电源设计

采用有源PFC工作原理实现了一种升压型DC/DC变换器模块。作为空间电源完成由蓄电池输出电压50￣90V范围到稳定的128V输出,所采用的核心控制芯片为L4981A。该变换器的设计采用了双闭环控制,其特点是采用电压误差放大器环节实现输出电压稳定,采用电流环误差放大器环节实现输入电流跟踪输入电压且连续。试验结果表明,该变换器的输入电流连续,输出电压精度高,负载调整率高,电压调整率高,纹波电压较低,EMI强度较低,输出功率达到1.5kW。     

大功率行波管测试设备高压电源的研究

介绍了一种适用于大功率行波管测试设备的高压电源系统设计方案。采用模块化的设计方法,阴极电源模块和各收集极电源模块功能独立,便于功率扩展。单电源模块可实现输出电压-1～-25 kV,输出电流0～500 mA,输出功率5 kW。详细阐述了零电压多谐振软开关条件下,4种工作模式的谐振过程和能量传递。提出了闭环稳压的间歇控制策略,减小了电源在轻载或空载条件下的开关损耗。最后给出不同工况下电源的主要工作波形,证明该设计方案的正确性和有效性。     

医用小功率高压直流电源的数字控制研究

LCC谐振变换器克服了高压变压器寄生参数的影响,并能够在宽负载范围内实现开关管的软开关,逐渐成为高压直流电源主流拓扑。分析了该变换器的电压增益特性,给出一种数字变频控制方案,硬件电路简单,可以实现宽负载范围内的软开关。通过一台输入20 V,输出1 000 V/5 mA的原理样机验证了方案的可行性。     

交错串联-并联双管正激变换器的一种均压方法

分析了交错控制输入串联输出并联组合式双管正激变换器输入端不均压现象及其起因。在此基础上提出新的控制策略。采样输入端串联分压电容电压的偏差,分时叠加于两交错串联模块主开关管的瞬时电流采样信号,应用峰值电流控制原理,直接调节两主开关管的占空比,实现其输入端功率均衡及均压。仅用一个交错PWM控制芯片和一个电压调节器,就可以同时实现对该组合式变换器的交错PWM、输出稳压和输入均压的综合控制,无需额外的同步电路和均压控制器。1 kW样机的仿真和实验结果验证了该方法的有效性和可行性。     

高压小体积电源的实现方法

高压电源在真空电子器件的工作电路中一般是不可缺少的。本文根据行波管对电源的指标要求，从设计流程上分析了高压电源的设计。并给出实验结果，验证了方案的正确性。文章还指出了方案进一步优化的方向。