一种混合开关电容和开关电感的新型均衡电路

储能系统中相互串联的多个储能元件之间的容量差异,会导致整个储能系统的有效容量下降.基于开关电容的主动均衡电路可以有效应对容量差异.然而,传统开关电容均衡电路的均衡速度较慢,而串并联开关电容均衡电路则需使用较多的开关器件.针对该问题,本文提出了一种混合开关电容和开关电感的新型均衡电路,并对电路中开关电容和开关电感的工作模态进行了详细的分析.最后,搭建了新型均衡电路的样机及实验平台,验证了电路的可行性,并证明其与传统开关电容均衡电路相比具有更快的均衡速度.     

一种工业用高频抗杂散小电容测量电路

介绍了一种工业用高频抗杂散小电容测量电路。该电路基于电荷转换原理,并采用差分结构产生输出信号。它有直至几兆赫兹的可编程测量频率。廉价且易于单片集成。通过采用特殊的开关安排,可以消除包括开关元件在内的杂散电容的影响,使得测量电路具有好的稳定性和线性衣０．３ｐＦ的分辨率。     

DC-DC电荷泵的研究与设计

本文以Dickson电荷泵的基本原理为出发点．研究了一种将正电压输入转为负电压输出的开关电容电路。由于开关电容的充放电特点．为确定电容时间常数．采用非交叠(nonoverlapping)时钟控制信号．避免了由于时钟交叠而造成的电容充电还未完成即对下一级电容进行放电的现象。同时，参考功率MOSFET的电容模型．通过增大驱动电路的电流减小了开关管的上升延时，提高了开关动作的速度．使转换效率得到明显提高。此电路结构简单、性能代良、易于集成．可广泛应用于输出负电压的电源产品中。     

新型开关电容双向DC-DC变换器设计

BUCK-BOOST双向变换电路是DC-DC变换中常用电路,但其变压比不高,限制了该电路的一些应用和发展。开关电容DC-DC变换电路可以实现倍压双向变换,并且具有集成度高、EMI影响小的优点,但是电压调整性差。将BUCK-BOOST双向变换电路与开关电容电路有机的结合在一起,提出了实现高压比、输入输出电压范围广、效率高、精度高和集成度高的双向变换电路。     

基于电机励磁控制的斩波器吸收电路参数选取

某船用直流电机的励磁控制系统因吸收电路中的吸收电阻发热导致MOSFET管烧毁。基于励磁控制系统主电路的吸收环节,即一种采用调频板给予电路中MOSFET管PWM信号的带整流桥的降压电路拓扑结构,在确定电路中滤波电容与励磁绕组阻抗值大小的前提下,从吸收电阻耗能、降低MOSFET管开通峰值电流、交流端输出幅值电压3个方面考虑,对该吸收电路环节中电阻、电容参数的选择进行了仿真实验研究和最优选取。结果表明适当增大吸收电容和吸收电阻参数值可以有效地抑制开关管开通峰值电流,而且前者会增加吸收电阻的耗能功率,后者可以减小开关管开通时流过吸收电阻的冲击电流。从而得出结论,正确选择吸收电阻、电容参数值可以满足该励磁控制电路的稳定性和可靠性。     

一种开关管馈能式零电压软关断电路

提出了一种开关管馈能式零电压软关断电路,由缓冲电路、储能电容和馈能电路构成。当开关管关断时,由缓冲电路中的缓冲电容实现开关管的零电压软关断;当开关管导通时,缓冲电容上的能量再通过一个谐振电路转移到储能电容。储能电容接受每次开关管开通时由缓冲电容上转移过来的能量,使电压逐步上升。当储能电容电压上升到阈值电压时,馈能电路工作,将储能电容的能量迅速转移到主电路的输出电容上,实现能量回馈。其次,分析了电路的工作原理和关键的器件设计方法。最后,搭建了一台实验样机,设计了控制电路,并验证了电路的有效性。     

简介数字高清彩电功率因数校正(PFC)电路

(1)PFC(功率因数校正)电路的作用 长期以来,开关型电源都是采用桥式整流和大容量电容滤波电路来实现AC/DC转换的.由于滤波电容的充、放电作用,其两端的直流电压出现略呈锯齿波的纹波.滤波电容上电压的最小值与最大值(纹波峰值)相差并不多.     

新型零电流开关谐振极型逆变器

为提高逆变器转换效率和减小谐振电路损耗,提出一种开关器件具有零电流软切换功能的谐振极型逆变器。其各相谐振电路只有2个辅助开关、1个谐振电感,以及1个谐振电容,结构简单,控制方便。通过电感与电容的谐振,当通过开关器件的电流为零时,关断逆变器开关器件,使逆变器的开关器件完成零电流关断。基于各工作阶段的等效工作电路,分析了电路工作过程,得到了开关器件完成软切换的条件和设计参数的具体步骤,研制了额定功率为1k W的单相逆变器。实验结果说明逆变器的开关器件都完成了软切换动作,改善了逆变器的效率。     

一种改进型高转换比两相串联电容变换器

传统两相串联电容降压变换器具有自动相电流平衡、稳态开关电压应力小等优点，该文在传统两相串联电容降压变换器的基础上，增加两个电容和一个开关，提出一种改进型高转换比的两相串联电容变换器。该变换器具有传统两相串联电容降压变换器优点，同时还具有更高的电压转换比和更低的输出电流纹波，可以有效降低输入滤波电容值和变换器启动过程中开关的电压应力。该文在详细分析该变换器工作原理的基础上，搭建了110 W的实验样机，实验结果证明了理论分析的正确性。     

彩色电视机检修连载——彩色电视机工作原理分析与检修(2)

四、开关电源电路工作原理与检修彩色电视机均采用开关稳压电源,核心部件是开关管,由于它工作在开关状态(当其导通时处于饱和导通状态,管压降接近于0,当其截止时,通过的电流接近于0),导通截止转换速度又很快,所以效率高、功耗小、滤波电容容量也小。目前,开关稳压电源电路形式较多,按开关管与负载的连接方式分为二种:一种是开关管串接在输入电路与负载电路之间称为串联型开关     

一种光伏发电用高增益多电平逆变器

针对传统的多电平逆变器存在有源器件数量较多、电容电压不平衡、结构复杂以及电压增益低的问题,提出一种降低器件数量且可扩展的多电平逆变器。该逆变器由开关电容单元和两个半桥组成,使用1个直流电源、3个电容、13个开关管,实现4倍电压增益和九电平交流输出电压。该逆变器通过2个半桥代替后端H桥转换输出电压极性,可以有效降低开关管总电压应力。在所提逆变器的扩展结构中,电容逐级充电的工作方式进一步提高了电压增益和输出电平数。首先,详细阐述了所提逆变器的工作模式、调制策略、电容分析、电压应力计算和电路参数设计。然后,与其他类似多电平逆变器进行了比较。最后,通过仿真与实验验证了所提逆变器的可行性和理论分析的正确性。     

适用于高动态响应场合的五电平DC/DC变换器

提出了一种可用于高动态响应场合的五电平DC/DC变换器。该电路在飞跨电容三电平电路的基础上通过添加两个双向开关和两个飞跨电容构造中间电平。稳定的飞跨电容电压是电路工作的基础,当电路工作时,飞跨电容的电压可以通过调节与之对应的中间电平的导通时间比来调节。文中分析了该电路的工作模式、电容电压平衡原理。实验结果证明,该电路工作原理正确,可以正常工作。     

可配置充电电流的变结构无线充电系统研究

该文基于双LCL拓扑电路提出了在副边电路增加两个开关和一个附加电容的方法,实现单个逆变器对多个电动自行车充电,且不同充电电流的电动自行车可以共享充电桩,提高充电桩的使用率。通过切换开关和附加电容可改变谐振电路拓扑,实现恒流或恒压输出的相互转换。此外,该方法还具有以下明显优点:无需原副边通信和复杂的控制电路,系统复杂性低,几乎没有无功输入。为了验证该方法的有效性和可行性,该文搭建了充电电压48V、充电电流分别为2A和4A的实验原理样机,实验结果表明该方法满足上述要求且能够提高充电桩的使用率。     

基于meat-grinder脉冲电源的感应线圈炮发射性能仿真分析

为了减小脉冲电源的体积,探索电感储能脉冲电源用于感应线圈炮的可行性,在线圈炮系统中引入了电容转换的meat-grinder脉冲电源电路。首先对该脉冲电源驱动感应线圈炮负载的工作原理进行了分析。然后基于Maxwell 2D仿真环境,建立了单级感应线圈炮的2维有限元模型,瞬态仿真确定了触发放电位置,并分析了驱动线圈电感和电容器电容值对发射性能的影响。仿真结果表明:电容转换的meat-grinder电路用于驱动感应线圈炮是可行的;触发放电位置、驱动线圈的电感和电容器的电容值对发射性能都存在影响;选择合理的参数可以提高发射效率。在系统设计时,驱动线圈电感和电容器电容值的选取需要从降低断路开关电压,保持较高发射效率,以及降低电容器容量要求等方面综合考虑。     

谐振开关电容变换器潜在电路路径分析

本文首先介绍了谐振开关电容变换器中普遍存在的潜电路现象，然后针对n阶谐振开关电容变换器的电路结构复杂的问题，提出了计算所有电路路径的连接矩阵算法以及辨别潜电路的法则。最后，以降压式开关电容变换器的潜电路为例，验证了该算法的可行性。     

基于零电压开关的超级电容均压技术

为了减少超级电容均压过程中开关器件的开关损耗,提高能量利用率和均压效率,提出了一种新型的基于零电压开关(ZVS)的超级电容均压电路。分析了电路在不同开关状态下的工作原理,推导了其不同工作阶段中电压电流的关系,建立了电路的时域电压电流模型,并分析了不同参数对电路工作特性的影响,得出了新型均压电路关键参数的设计原则,通过计算得出可以实现零电压开关的条件,利用图示法表示零电压区域。仿真和实验结果证明该方法真正实现了零电压开关,均压效率超过80%,开关损耗减少75%,显著降低了开关损耗,适用于储能系统中串联超级电容器或者蓄电池的均压。并且可以基于该均压电路为基本拓扑进行扩展,便于应用在电力系统、新能源发电中的大规模储能系统,具有较高的应用价值和较好的发展前景。     

一种基于辅助升压前端的无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法研究

无刷直流电机在换相过程中存在转矩脉动,严重制约了其在高性能领域的应用。该文提出一种基于辅助升压前端的无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法,升压前端主要由反激变压器、电容和转换电路组成。在电机非换相期间,电源通过变压器将电容充电至期望电压值。电机换相开始时,转换电路将充电电容串联入直流母线提高母线电压,通过斩波调制逆变器使电机输入电压与反电动势满足4倍幅值的关系,从而抑制换相转矩脉动。在每个开关周期,变压器将存储的能量回馈至电源,提高了能量的利用率。除此之外,该方法还可以减少换相时间。最后,通过实验验证了所提方法的正确性与有效性。     

基于Matlab设计的软开关型APFC电路

将一种改进型软开关电路与Boost电路相结合,组成一种软开关型有源功率因数校正(APFC)电路。软开关型APFC电路的主电路是将输入端的交流变换为直流,并在软开关条件下实现功率因数校正。基于Boost型功率因数校正电路,利用改进型ZVT(Zero Voltage Transition)实现软开关。电路由基本Boost电路和辅助谐振网络2部分组成。电路中的主开关管是零电压开通和零电压关断的,辅助开关管是零电流开通和零电压关断的。在软开关型APFC电路中,选用平均电流控制方式。给出了电路中主要元器件参数(升压电感、滤波电容、辅助电感、辅助电容、采样电阻及输出负载)的选取方式,仿真结果表明,功率因数可达0.9976。     

高阶降压式谐振开关电容变换器的潜电路

由于开关电容个数的增加,高阶降压式谐振开关电容变换器较基本降压式谐振开关电容变换器的结构复杂,其潜电路现象更加丰富。该文在分析其构成规律和运行特性基础上,首先以3阶降压式谐振开关电容变换器为例,研究在不同运行条件下出现的潜电路特性,由此推导出n阶降压式谐振开关电容变换器潜电路发生的一般条件。研究结果表明,由高阶降压式变换器潜电路发生条件,可方便地得出各种类型降压式变换器的潜电路条件,证明若n阶降压式变换器满足潜电路发生条件,其低阶电路(n-1, n-2, ?, 2)必定工作在潜电路状态下。最后进行实验验证。     

n阶谐振开关电容变换器潜电路图论分析法

介绍了谐振开关电容变换器中普遍存在的潜电路现象,然后针对n阶谐振开关电容变换器结构复杂、难于直接找到潜电路路径等问题,提出利用图论分析潜电路路径的方法。该方法将n阶谐振开关电容变换器的拓扑简化为有向图,根据连接矩阵算法计算节点间的所有通路,并通过增加虚拟节点实现回路路径的计算,再根据路径判据剔除虚假路径,从而区分正常路径和潜电路路径。最后,文中以降压式开关电容变换器为例,用实验验证了该方法的可行性。