基于新型同步整流驱动方案的绿色电源

针对电力电子产品和电力电子装置趋于环保和节能的发展要求,分析和设计了一种新型的"绿色化"电源.主功率拓扑采用零电压变频控制的反激变流器;二次侧同步整流管采用一种新型的电流型驱动方案,从而使同步整流管驱动变得简单可靠.控制变流器在轻载情况进入"打嗝"模式以降低待机损耗.对电路工作原理进行详细的理论分析并给出了参数优化设计.制作了一台64W的实验室样机用来对理论分析进行验证.实验结果表明,设计出的样机具有高效率、低待机损耗和低传导辐射等优点,符合环保和节能的绿色电源的要求.     

基于DSP的同步整流Buck-Boost变换器控制策略的研究

提出一种基子DSP控制的四开美单电感Buck-Boost结构的DC-DC控制方案,设计了一种数字电源的系统结构,分析了系统整体性能及其应用场合,对同步整流Buck-Boost拓扑的工作原理、驱动方案和控制策略做了具体的分析,推导出输入与输出电压关系式和电感电流纹波理论值.设计并制作出样机,经实验证明理论分析的正确性,并...     

带有电流型同步整流方案的LLC变流器设计

针对电源设计领域高效率、高功率密度的发展趋势,提出了LLC变流器的参数优化策略,并详细分析了次级电流型自驱动同步整流方案的工作模态和参数设计.最后,根据理论分析与设计,将该同步整流方案应用于一台300W LLC样机.实验结果表明,样机满载效率可达96%,从而验证了设计的正确性与合理性.     

高电压宽范围输入低电压输出的DC-DC辅助电源设计

高电压宽范围输入的DC-DC辅助电源技术是中高压、大容量电力电子变流系统的关键辅助技术。基于双管反激电路,本文设计了一个高电压宽范围300~2 500V输入,低电压24V输出的DC-DC辅助电源样机,并给出了电源详细的设计方案。相比传统辅助电源,设计的辅助电源启动支路在电源工作后可自动断开,实现了电源输入电压范围更宽目标;电源主电路由变压器隔离,控制、反馈电路由辅助绕组供电,确保了电源输入/输出高电压隔离;开关管驱动电路采用带耦合电感的脉冲变压器,满足了驱动信号高压隔离和同步驱动要求。此外,计算电源效率的结果表明,双管反激辅助电源更适合高电压输入场合。最后,进行了相关实验,结果验证了所设计的高电压宽范围输入的DC-DC辅助电源方案可行性和正确性。     

高速磁隔离驱动及保护信号双向传输设计

分析了脉冲变压器磁隔离驱动的技术特点,对磁隔离驱动信号传输技术原理进行了分析研究,分别设计了共享磁隔离变压器的同步脉冲群调制解调正向和故障保护信号反向传输电路,同步脉冲群调制电路能够快速对误动作进行恢复且脉冲宽度可调,故障保护的反馈设计可以在驱动电路发生故障时及时停止输出,并将故障信号返回到输入端,封锁驱动信号.对整个电路的设计进行了理论分析、仿真和样机电路制作,该磁隔离驱动电路经绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动实验,可以可靠实现驱动和故障信号双向传输.     

高功率因数谐振式无桥型LED驱动电源

针对传统LED驱动电源交流输入侧整流二极管导通损耗大的问题,提出了一种高功率因数谐振式无桥型LED驱动电源。该驱动电源利用谐振网络实现了正负极性增益,即无论是正电压输入还是负电压输入,负载端均可以实现正电压输出,进而实现了无桥输入。同时,利用谐振电容电荷平衡实现了各输出支路均流,解决了并联LED串的均流驱动问题。该驱动电源中的双向有源开关仅采用一个控制信号,简化了控制电路。对该LED驱动电源的工作模态及工作特性进行了理论分析。该驱动电源具有结构简单、输出升降压、电气隔离等优点。最后,搭建了一台98 W的实验样机,验证了理论分析的正确性及可行性。     

一款高效大功率LED驱动电源设计

设计并分析了一种高效率LED驱动电源.驱动电路采用非隔离电源设计,有效地降低了成本.对驱动电路原理作了说明,并介绍了对该驱动器样机的测试结果.     

基于倍流同步整流的LED驱动电源研究

发光二极管(LED)驱动电源为低压大电流恒流源,而电解电容制约着LED驱动电源的使用寿命。国内外学者从提高电源效率和消除电解电容两个方面对LED驱动电源进行深入研究。提出了一种基于倍流同步整流的半桥LLC拓扑的LED驱动电源,既能实现谐振半桥的软开关,又能降低次级的导通损耗,且能省去电解电容。在分析电路拓扑各阶段工作原理的基础上,设计了实验室样机,样机实测波形验证了该拓扑的优越性。     

有源钳位正反激变流器的第三绕组与电流型混合同步整流驱动方案

提出一种适用于有源钳位正反激电路的新型同步整流混合驱动方案,其中整流同步管SR1采用电流型驱动,续流同步管SR2是由变压器第三绕组的电压型驱动。采用这种新型的混合驱动技术,传统的同步整流驱动技术引起的同步整流管的体二极管导通问题可以得到解决,变流器的效率得到了明显提高。对此新型混合驱动技术进行详细的理论分析,并且制作一台36~72V输入、1V/30A输出的250kHz直流–直流变流器实验室样机对理论分析加以实验验证。     

Synchronous rectifier converter based on module stack

针对水下远距离高压直流电能传输的海底观测网络,设计了一套装备在观测网节点上的2000V DC/400 V DC@2 kW的高低压直流电能变换器.基于海底应用的特殊场合,提出了具有高可靠性和高冗余度的多模块堆叠构建方式.根据电源变换理论,分析了单个基于PWM控制的功率模块的输入/输出动态特性,以及5个模块通过输入级串联输出级并联堆叠组合后产生的不稳定问题,并针对该问题采用了基于峰值电流控制策略的单一控制器来提供同步PWM信号,所有模块基于同步信号驱动整流,实现自然均压、均流和冗余.进行了样机的半载启动和稳态运行测试、冗余特性测试和水池观测系统应用测试等试验,试验结果表明基于模块堆叠和单一控制器同步整流的方法构建的高压直流变换器能够应用于水下观测系统.     

电流耦合型高压开关电源

高压开关变压器和整流器是高压开关电源的设计难点,现提出一种电流耦合型高压开关电源方案,其特点是由变压器和整流器一起构成高压变压整流组件.变压器的初、次级采用了全串联结构,使变压器的铁心、次级绕组和整流器均浮动在高电位;初级绕组浮动住低电位,较好地解决了高压绝缘等问题.采用这种设计方法的高压开关电源实现了模块化、组合化,可组合出各利电压和功率量级的全开关高压电源,有着广泛的应用前景.为验证该方案的正确性,给出了30kV/50kW的电流耦合型高压开关电源的实验结果.     

基于MOS管串联开关的高压脉冲电源设计

介绍了一种基于MOS管串联开关的高压脉冲电源设计方案,采用工频高压电源通过MOS管串联开关向脉冲变压器初级放电,经脉冲变压器升压在负载上输出-4500V的高压脉冲,该方案具有电路结构简单、可靠性高等优点。     

25kV高精度直流负高压源设计

介绍了一种用于工业分析的高精度直流负高压电源,电源输出电压25 kV,最大输出电流100 mA。电源通过BOOST电路校正功率因数和调节电压,用移相全桥把直流电逆变成高频方波,然后经高频变压器升压后倍压整流得到直流高压。用特殊材料和工艺设计制作的高频高压变压器解决了分布参数影响和绝缘耐压等难题,满足了高频高压和大功率输出的需要。实验运行表明:该装置输入功率因数高、输出电压稳定、纹波系数小。     

用于高压电力电子装置的辅助电源的设计

高电压宽范围输入的辅助电源在中大功率电力电子装置中被广泛应用,提出了采用工作在DCM状态下单管反激电路的方案设计高压输入辅助电源,计算了变换器的电路参数;根据输入电压高的特点,优化设计了变压器的变比和二次侧的反射电压,考虑到变压器的绝缘和爬电效应,提出了一种高电压输入变压器的绕制方法;设计了RCD吸收电路,极大地减小了主开关管上关断时的电压尖峰。     

一种输入低压大电流/输出高电压高频组合式直流变换器

针对飞机航空电源高可靠性和高功率密度的要求,提出并采用了一种输入低压大电流/输出高电压的组合式变换器.该组合式变换器以双管正激变换器为基本构成单元,输入端同时采用电路模块并联和功率开关管并联方式来提高输入导电电流能力,输出端采用电路串联的方式来提高输出电压能力.由于采用交错并联(interleaving)控制技术、以及利用功率MOSFET导通电阻的正温度系数特性,组合式变换器除具有双管正激变换器的内部桥臂抗直通能力强的优点外,还具有所有功率开关管自然均流、输入输出电压增益高、输出端二极管电压应力低、以及输入和输出滤波器体积小重量轻等特点.本文对该组合式变换器拓扑进行了详细的分析和仿真,并应用于某型号航空电源.     

一种输入端自然均流/高电压增益组合式变换器研究

针对航空电源高可靠性和高功率密度的要求,本文提出了一种新颖组合变换器.该组合变换器以双管正激变换器为基本构成单元,具有输入端自然均流、高频变压器一次侧无桥臂直通现象、输入输出电压增益高、高频变压器二次侧输出续流二极管电压应力低、以及控制上保证输入端交错并联而输入和输出滤波器体积小等优点.本文对新颖组合变换器进行分析和仿真,表明该变换器适合应用于输入中高电压、输出高电压和大电流场合;最后成功应用于某型号航空电源,各项技术指标均达到设计要求.     

具有电压负反馈绕组的新型反激式单级功率因数校正变换器

提出一种具有电压负反馈绕组的新型反激式单级PFC变换拓扑。电压负反馈绕组的引入能够抑制中间储能电容电压,减小开关管的电压电流应力,解决了DCM PFC+ CCM DC/DC模式下轻载时,中间电容电压过高的问题,并且一部分输入功率将通过负反馈绕组直接传向负载,提高了变换器的效率。通过对电路工作模态和稳态的分析,可以得出该变换拓扑不仅具有较好的功率因数校正能力,还具有开关管电压应力低、效率高等优点。实验结果证明了该变换拓扑的优越性。     

高频高压交流电源的研制

传统的工频升压高压电源体积和重量均很大且性能差、效率低,此外还对电网注入大量谐波,不适合科研及现代工业应用中的实际需要。为解决以上问题,研究了高频高压交流电源的系统结构及工作原理,采用先进的低压交流电弧技术、高频开关电源技术、单片机控制和阶段式电流保护技术,应用并改进新型电源电路拓扑结构,研制了一种应用于水中产生等离子体的高频高压交流电源。设计高频高压变压器是该电源的难点,对此进行了重点介绍并根据实测数据进行了电源的仿真分析,最后给出了样机的实测电压波形。实验结果表明,设计中应用的新型变换技术较好地解决了预研问题,从而证明了设计的可行性,为进一步完善电源系统提供了充分的依据。该高压电源频率10~30 kHz连续可调,具有体积小、重量轻、系统运行安全及控制方便等优点。     

超宽输入范围反激辅助电源设计

宽范围输入范围反激电源设计困难,但是针对实际应用中对辅助电源的需要,使用电流控制型脉宽调制芯片OB2269,设计了一款300~1 000 V的超宽输入的反激辅助电源。其输出有12 V/3 A、-12 V/0.5 A、24 V/2 A 3路直流输出。给出了该电源关键参数的计算及主要功率器件的选型,并通过实验样机给出了开关管电压波形,输出电压波形。计算了该电源的主要损耗,得到了输入电压与电源效率的曲线。实验结果表明,该电源具有输入电压宽、效率高、输出稳定等优点,可应用在具有超宽输入范围的电源中。     

高频AC-Link高压充电电源

提出了一种基于AC-Link技术的新型充电电源,在各个工作过程都能实现零电流开关。采用电荷量分配的控制策略,分析电网电压对换流相位的影响。对输入线电流、线电流谐波和开关电流进行了仿真,最后进行了实验验证。实验结果表明:电源平均充电速率为62.5 kJ/s,功率密度为0.6 W/cm~3;电流波形能够很好地跟随电压波形,实现高的功率因数,每相总的电压谐波含量小于2%,总电流谐波含量小于10%;矩阵开关工作在软开关条件且实现软切换过程时,能够实现高的效率;在阻性条件下,效率为93%。