基于隔离变压器的移相全桥零电压开关变频器

提出了一种新的基于隔离变压器的移相全桥零电压开关（ZVS）变频器：这种脉宽调制式;（PWM）变频器的所有开关在很宽的输入电压范围和输出负载范围内都能实现ZVS而负载周期损耗和环流最小。采用一个变压器和一个电感来实现主开关的ZVS,变压器被用来实现输出隔离,而电感则被用于存储所需的能量：两个桥臂之间相位移发生变化时变压器和电感的感应电压以相反的方向变化。此变频器的性能由一个试验原型电路得到证实。     

功率超声换能器夹持电容的在线检测的研究

为了解决大功率超声应用的换能器电端匹配问题,分析了超声波换能器在谐振频率三次谐波下的阻抗特性,给出了超声换能器三次谐波下的阻抗电路模型,并根据阻抗电路模型建立了对超声换能器的夹持电容实现在线检测简单、可靠性高的方法,实验证明该方法有效的,该方法可以在换能器工作 过程中随时检测夹持电容的变化,根据检测结果对匹配电感进行动态调整,实现真正意义上的换能器电端的动态,而大大改善匹配质量,提高系统的工作性能。     

随钻声波传输中换能器声源功率匹配实验研究

研究了随钻声波传输中压电换能器声源发射功率,提出了并联式压电换能器阵列双频匹配方式。实验结果表明,该方法能使压电换能器声源机械转换效率达到最大,在双频谐振点的发射功率达到200 W以上,满足随钻声波传输现场的功率输出要求,提高了声波的传输距离,为实现基于压电换能器阵列声源的声波长距离传输奠定了基础。     

一种带耦合电感的交错并联型DC/DC变换器研究

在轻负载条件下单组全桥变换器在滞后管关断后存在输出变压器次级短路、初级有环流存在的现象,使得变换器的控制复杂,轻载时变换器效率不高。为了提高大功率变换器性能,解决变压器次级短路问题,提出了一种输出带耦合电感的变换器拓扑,实现了滞后桥臂开关管的零流关断和零压开通。然后,分析了所提出的变换器电路的工作原理,给出了关键参数的设计。最后对变换器进行了实验。实验结果与理论分析一致。     

一种新型全桥软开关PWM变换器的实验研究

本文实验研究了一种经过改进的变压器次级带饱和电感的全桥开关DC—DC变换器，其主要原理是利用贮存在次级饱和电感中的能量来实现零电压下的功率变换，它具有突出的优点：减小了开关噪声，无次级电压尖峰，增大了负载范围，提高了功率因数和效率。     

压电超声换能器电端匹配下的电流反馈式频率跟踪

介绍了具有电流反馈式频率跟踪功能的超发生器的系统结构;详细阐述了电流反馈式频率跟踪的原理;在分析了匹配电路对压电超声换能器谐振频率影响的基础上,指出匹配条件下对压电换能器进行电流反馈式频率跟踪可能会误跟踪到非谐振频率点;进行条件下的电流反馈式频率自动跟踪方法的研究,进一步完善了电流反馈式频率自动跟踪方法。     

变压器级联的双路均流准谐振反激LED驱动器

提出两级变压器级联,后级多个变压器原边绕组串联的双路均流准谐振反激LED驱动器.通过将多个后级变压器的原边绕组串联,解决了传统的多变压器串联反激变流器中无法利用准谐振控制使电路工作于临界连续模式的问题,也解决了反激变流器将多个变压器串联工作于断续模式时只能实现各路输出功率相等而无法实现各路输出均流的问题.在设计后级变压器时,应考虑后级变压器的直流磁偏.给出根据输出电流偏差要求估算后级变压器励磁电感的方法,提出在二极管两端并联电容.利用该电容与后级变压器励磁电感谐振优化输出电流偏差的设计方法,既能够保证较小的输出电流偏差,还可以减小后级变压器所需的励磁电感,从而减小后级变压器所需磁芯规格,降低成本和损耗.研制一台100 W两路输出反激LED驱动器样机,每路输出700mA,验证了理论分析的正确性.     

超声压电换能器工作频率的温度自动补偿系统研究

超声压电换能器是中小口径超声波流量计的核心部件,工作环境温度会直接影响超声压电换能器的最佳工作频率,导致流量计计量不准确。以双通道超声波流量计为平台,设计了一个超声压电换能器工作频率的温度自动补偿系统。通过实验获取不同工作环境温度下的超声压电换能器最佳工作频率,并以性能最接近的两对超声压电换能器最佳工作频率的均值作为激励发射频率;设计了一个激励脉冲信号发射系统,根据工作环境温度通过查表法获取超声压电换能器的激励发射频率,自动完成超声压电换能器工作频率的温度补偿。通过实验分析了温度补偿系统对流量计渡越时间和流量标定的影响,结果表明:该系统能够实现超声压电换能器温度自动补偿;经过温度补偿的超声波流量计引用误差控制在1.5%之内,达到二级精度仪表标准。     

Cymbal压电发电机系统

建立了Cymbal压电发电机发电系统,设计了DC-DC型能量存储电路并进行了压电发电性能研究。同时实验研究了占空比、电感等参数对压电发电性能的影响。研究结果表明,占空比这个DC-DC电路中的重要参数存在一个最佳值,使得负载的输出功率达到最大。在一定范围内电感对负载输出电压的影响不大,但对输出功率的影响比较明显。当占空比为2%、电感为1.5 mH时,压电发电机最大输出功率可达到10.5 mW。由Cymbal压电发电机产生的电能能够满足微型机电系统、网络传感器等低耗能电子产品的供能需求。     

超声换能器压电陶瓷材料的选择

压电超声换能器的性能主要取决于所用压电陶瓷材料的性能。本文在利用改进传输线路法对常用压电陶瓷各项性能测试的基础上，进行了压电陶瓷性能对换能器作用的研究，结果认为，制作高灵敏度换能器宜选用PZT压电陶瓷，制作窄脉冲高分辨换能器宜选用PbNb2O6压电陶瓷，而制作高频换能器则宜用LNN压电陶瓷。     

一种半桥式变换器设计及仿真分析

为了研究半桥变换器中开关管驱动电路、功率变压器、输出滤波电感等参数对工作状态和技术指标的影响,基于电源仿真软件Saber建立了半桥变换器开环电路模型。给出了半桥变换器中功率变压器和输出滤波电感等关键参数的计算方法。采用分段线性分析法、小纹波近似分析法和伏-秒平衡条件对半桥变换器进行稳态分析,推导了输出滤波电感在连续导通模式下（CCM）和不连续导通模式下（DCM）输出、输入函数关系式。分析了半桥变换器CCM工作模式的输出电感、负载电阻和占空比的临界值计算方法。对所建的半桥变换器开环模型进行仿真,仿真结果验证了理论推导的正确性,据此给出了提高半桥变换器稳态性能和工作效率的参数设计方法,为半桥变换器设计提供了理论依据。     

中功率数字超声波电源研究与设计

根据实际的需求设计了一款额定功率为2 000W的数字超声波电源。采用STM32F767作为该智能数字超声波电源的主控制器,完成整个电源的控制与处理。根据换能器的特性设计了一种LC串联型匹配电路,实现换能器的谐振匹配;根据阻抗匹配的要求设计了高频变压器,实现逆变器输出阻抗的匹配。为了解决在频率跟踪过程中,跟踪方向自动调节的难题,设计了一种方向自适应变步长频率跟踪算法,实现频率跟踪方向的自动调节;采用“开环+闭环”的复合功率控制算法对输出功率进行有效的调节。实际测试结果表明该智能数字超声波电源达到设计要求,且性能稳定。     

Amplitude Control for Ultrasonic Welding of Thermoplastics

0INTRoDUCTIONWiththedevelopmentofplasticsindus-try,engineeringplasticsarewidelyusedinmanyareasuchasautomobile,electronics,package,toy,aircraft,andaerospaceindus-try.Ultrasonicweldingtechnology,whichischaracterizedbycleanness,nopollution,highefficiency,goodqualityandeasilyautomatedproduction,hasplayangreatimportantroleinthejoiningtechnologyofengineeringplas-tics.Asthedemandforweldingqualityin-creases,theresearchesonprocesscontrolforthermoplasticsultrasonicweldingprocessarecontinuouslydeepen…     

整流变压器二次侧三角接时的同步配合

晶闸管变流电路中,用传统的方法不容易处理整流变压器二次侧为三角接的同步配合问题,本文介绍了一种整流变压器二次侧为三角接的同步配合方法:等效变换和等效相电压。     

变压器后备保护灵敏度分析简

不同联接组别的变压器二次侧发生两相短路故障时,流过变压器一次侧电流的大小和方向均不一致。对于单侧电源的变压器如果电流互感器的接线方式不合适,会影响保护灵敏度,因此二次侧不对称短路时,流过一次侧各相电流的大小和方向,对变压器保护非常重要。Y,Yn12低压变压器低压侧单相接地发生故障时,安装于侧过电流保护不能反应Yn侧的单相接地故障。提出了变压器后备保护的接线方式及提高低压变压器负荷侧单相接地故障灵敏度的措施。     

基于DDS技术的超声电源系统的设计

针对超声电源系统出现的频率跟踪慢、精确度低、振动系统失谐等问题,且为了克服传统PWM专用芯片产生频率漂移大的缺点,采用了直接频率合成技术(DDS)来产生高频信号,实现具有高稳定性、高精度性的大功率超声电源.为提高振动系统的功率因数,对超声换能器进行电感调谐匹配,并根据匹配端采样得到的电压、电流信号,提出了利用锁相控制技术来实现频率自动跟踪的方法.     

压电换能器驱动电路的设计

压电换能器驱动电路的设计,是整个测量系统的设计难点,国内通常采用的驱动电路,工作效率低、测量精度不能满足设计要求。文章通过对一款大功率压电换能器的设计实践,独创性地设计出一种单端激励的压电换能器驱动电路,利用脉冲变压器进行阻抗匹配和电压调谐,具有电路形式简单、易于操作的特点,同时创新性地利用电压谐振的设计方法,提高了压电换能器的工作效率。通过工业现场应用,产品性能指标达到设计要求。     

宽带D类超声功率放大器的设计与实现

为了解决大阵列相控的功率、效率及散热问题,促进相控声场的非接触物体操控及其在医学超声中的实际应用,设计了一种PWM型D类超声宽带功率放大器. 对阻性和抗性负载的输出波形开展谐波失真、负载电压和输出功率的测量结果表明:该电路可对20～400 kHz的中低频超声输入信号进行功率放大,其最大输出功率可达46 W,效率超过78%. 该电路具有输出内阻小、阻抗匹配简单、相位保持度高、功率损耗低和发热小的优点,可为超声技术在生物医学中的应用提供电路基础,实现大规模相控阵列的精确驱动,具有良好的推广价值.     

具有无源钳位网络的ZVZCS变换器

针对传统ZVZCS变换器拓扑结构过于复杂、电路损耗过大的缺点,提出了一种具有无源钳位网络的新型全桥ZVZCS DC-DC软开关变换器.这种新型的ZVZCS变换器在副边添加变压器的辅助线圈,组成一个简单的无源钳位网络.钳位网络通过变压器线圈对钳位电容充电,再由钳位电容放电给负载,使原边电流复位较快,从而实现滞后桥臂零电流的条件,并同时降低了副边的电压尖峰.由于避免了饱和电感的使用,解决了传统ZVZCS全桥变换器的占空比丢失问题,使得整机功率损耗小、效率高.本文详细分析了该变换器的各种工作模态,并通过一台96 W,100 kHz的实验样机进行了验证.结论表明该拓扑具有结构简单、工作状态易于实现等优点.