一种新型的不对称半桥隔离驱动电路设计

随着软开关技术的不断发展,不对称半桥变换器的应用越来越广泛。两路互补导通的驱动电路的设计是不对称半桥变换器设计中的一个重要环节。本文介绍了几种常用的不对称半桥MOSFET驱动电路,分析了各电路的优点和适用场合,并指出其不足之处。最后设计了一种新型的不对称半桥隔离驱动电路,通过样机实验证明这种驱动电路不仅结构简单、设计合理,而且能够较好地实现不对称半桥电路的驱动。     

共同移相角控制下电流源型并联变换器均流分析

并联变换器适用于低压、大功率场合,其可靠工作的关键是解决均流问题,因此,通常需要添加均流控制环,控制系统较复杂.该文将共同移相角控制方法应用到电流源型并联变换器中,无需均流控制环而实现各模块均流,简化控制.首先运用静态工作点方程讨论电路各核心参数对稳态均流的影响;然后运用小信号模型分析电路在各参数不一致时的动态均流特性,得出参数的微小不一致性对模块均流的影响很小;最后搭建一台输出功率为400 W的实验样机,实验结果验证了控制策略的有效性和理论分析的正确性.     

输入并联输出并联半桥变换器均流分析和试验

以半桥变换器为基本单元,提出了一种适合于低电压、大电流的输入并联输出并联半桥组合变换器。该结构利用单个半桥变换器本身的电容作为输入均压电容,无需另加输入均压电容;拓扑结构中各模块共用一对电容桥臂,这样减少了主电路中电容的数量,结构简单。对变换器进行了统一建模,分析了其特点和规律,并对不均流因素进行了探讨。提出了相应的均流控制方案,同时引进了交错控制技术。仿真和试验结果表明,具有很好的均流效果和输出特性,证明了该拓扑结构及其相应控制策略的正确性。     

不对称半桥并联谐振倍压变换器研究

提出适合于高压小电流开关电源的一种功率变换器—不对称半桥并联谐振倍压变换器(AHBPRDVCs),该变换器与传统半桥并联谐振拓扑相比,电路结构简单,利用谐振和倍压整流技术共同提升输出电压,使得高压开关电源高频变压器设计难度大为降低。对AHBPRDVCs的线性模态和谐振模态的电路拓扑等效分析,结合AHBPRDVCs工作时序图,研究了其三种工作模式下的开关换流过程及模式转换条件,最后对三种模式进行了仿真验证。研究结果表明,AHBPRDVCs是一种理想的高压开关电源方案,可推广应用。     

Boost PFC变换器并联系统均流控制技术

研究了基于平均电流控制的功率因数校正(Power Factor Correction,简称PFC)变换器并联系统的均流控制方法;提出了一种可同时实现PFC和均流控制的综合电流采样电路;分析了并联系统的均流控制原理和均流度对参数的敏感性;给出了两台300W PFC变换器样机并联系统的实验结果和分析;证明了理论分析的正确性和合理性.     

DC-DC变换器无均流线均流控制方法的实现

本文提出了一种DC-DC变换器的无均流线均流控制方法，利用变换器输出端上传递的交流信号来实现均流控制，这种方法具有其它均流控制方法所不具备的优点，非常适合于大量模块并联时的均流控制。本文对采用这种均流控制的并联电源系统进行了介绍，对均流控制方法的基本原理进行了详细的分析，还对采用模拟电路对这种均流控制方法的实现做了详细的分析。对采用三个模块的并联系统通过仿真与实验来验证这种控制方法。     

基于虚拟输出阻抗分析的并联三相四桥臂逆变器环流抑制

三相四桥臂(3P4L)逆变器在三相三桥臂逆变器的基础上引入第四桥臂,使得三相能够解耦控制并具备带不对称负载能力。多个逆变单元共输入、输出方式并联,能够实现功率扩容,但同时也带来并联单元之间的环流问题。而3P4L由于其独特的拓扑结构,其并联控制策略较单相或三相三桥臂逆变器并联更为复杂。在基于双闭环平均电流均流控制的并联3P4L逆变器控制策略基础上,建立并联系统的小信号模型,并由此获得并联桥臂的虚拟输出阻抗模型。分析控制环路以及主电路参数与虚拟输出阻抗的关系,根据分析结果指导环路与主功率器件的参数设计,达到抑制并联桥臂环流、提高并联单元均流性能的目的,最后提出基于虚拟输出阻抗分析法的并联环流抑制方法,通过仿真和实验验证了该方法的正确性。     

基于PISO有源箝位电流型半桥的1V输入48V输出200W模块设计

为了满足能馈电子负载对直流升压变换器低压大电流输入、高增益和输入电流纹波小的要求,提出了输入并联输出串联(PISO)有源箝位电流型半桥电路。该变换器以有源箝位电流型半桥电路为基本单元,具有所有开关管可零电压开通和控制简单的优点。分析了该电路的工作原理,给出了变压器漏感的设计。针对恒流输入的要求,给出了基于dsPIC33FJ16GS504的输入电流恒流控制设计方法。最后,设计制作了一台1V输入、48V输出200W实验样机。实验结果表明,该电路适用于低压大电流输入的能馈电子负载。     

输入并联输出串联的半桥变换器研究

在高输出电压、大功率的应用场合,单个变换器模块很难满足高输出电压、大功率设备的要求,存在变换器输入端功率器件电流应力过大,变换器次级电压偏高、整流二极管电压应力大和反向恢复时间长等问题。为此,以半桥变换器为基本单元,提出了一种适合于高输出电压、大功率应用场合的输入并联输出的串联半桥组合式变换器。该拓扑结构中各模块共用一对电容桥臂,这样大大减少了主电路中电容的数量,结构简单。分析了该组合式变换器的特点和规律,对其产生不均压不均流的因素进行了探讨并提出了相应的均压均流控制方案;进行了控制回路的设计,同时引进交错控制技术。仿真结果表明,它具有很好的均压均流效果及良好的输出特性,证明了该半桥组合式拓扑结构及其相应控制方法的正确性。     

一种基于3次谐波注入的并联三相四桥臂逆变器均流控制策略

三相四桥臂逆变器(3p4l)在三相三桥臂逆变器的基础上引入第四桥臂,使得三相能够解耦控制并具备带不对称负载能力,在此基础上采用3次谐波注入可以提高逆变器的直流电压利用率。若将多个三相四桥臂逆变器单元共直流母线并联,能够实现扩容。但是并联单元的电感电流若不采取控制,会导致环流问题,严重时会损坏逆变器。在基于平均电流均流控制策略的基础上,采用一种适用于模拟电路实现的3次谐波注入方式。由于主电路元器件参数的不对称性,并联单元各自生成的3次谐波不对称,增大了并联单元之间的零序环流。针对该问题,提出一种基于各并联单元3次谐波信号平均值法的三相四桥臂逆变器并联均流控制策略。在保留3次谐波注入的同时使得并联模块四个桥臂电感电流得到控制,消除环流,实现了并联桥臂均流。最后通过仿真和实验验证了控制策略的正确性。     

一种改进型全桥Boost变换器的建模及补偿环节设计

提出一种改进型零电流全桥变换器,通过一个并联有源辅助网络实现主开关管和辅助开关管的零电流开通关断,运用状态空间平均法对该变换器进行了小信号分析,建立了较为准确的小信号数学模型。对控制函数中出现的Boost电路常见的右半平面的零点提出了解决办法,使系统动态性能得到极大改善。仿真结果验证了小信号模型和补偿环节的正确性。     

PS-FB-ZVSPWMDC/DC变换器小信号分析与样机研发

PS-FB-ZVS PWMDC/DC变换器是变换器的一个研究热点,其工作过程与电路参数的设计非常复杂,要提高变换器的系统控制性能,变换器的小信号分析尤为重要。本文在PWM开关等效电路模型的基础上,结合变换器谐振电路的工作特点,建立了PS-FB-ZVS PWMDC/DC变换器的小信号模型,通过对小信号传函幅频特性分析与变换器的时域仿真分析,证明了小信号模型可以用来指导PS-FB-ZVS PWMDC/DC变换器的动态设计,使软开关变换器的动态性能得到进一步的提高,最后通过样机实验证明该电源系统完全符合设计要求。     

平均电流法均流在数字DC/DC电源中的应用

针对两个数字控制DC/DC电源模块实现并联均流的问题,设计了一款由四个运算放大器组成的均流控制器,该控制器是基于平均电流模式的自动均流控制。介绍了数字控制电源系统的并联均流总体方案,重点分析设计了均流控制电路,研究了数字控制电源的电压反馈控制。通过在基于ADP1053数字式DC/DC电源模块上进行试验,验证了该均流控制电路的合理性。     

采用磁集成技术的不对称半桥倍流整流变换器

磁集成技术可减小磁件体积,提高功率密度,减小电流纹波,已经成为电力电子技术发展的一个重要方向.以不对称半桥倍流整流电路为例,介绍了磁集成电路的分析方法、工作原理,并给出了设计集成磁件的一般步骤.通过设计一个不对称半桥磁集成电路验证了磁集成技术的优点.     

一种隔离型双向DC-DC变换器拓扑与工作模式分析

本文提出了一种新型的隔离型双向DC-DC变换器拓扑，具有简单对称的电路形式。高频变压器将变换器输入侧和输出侧之间隔离，变换器的每一侧由一个半桥电路与一个电感构成，它可以看成一个同时具有半桥特点和升压或降压变换器特点的混合电路。该变换器拓扑可有多种运行方式，本文对电路工作原理进行了简要介绍。对PWM控制和移相控制两种工作模式进行了阐述，并对移相控制下的软开关特点进行了分析。研制了实验样机，并进行了实验研究。实验结果证实了理论分析的正确性。     

开关电源模块并联均流系统的研究

随着软开关PWM和并联均流技术的发展,大功率、高性能的高频开关电源的研究和开发已成为电力电子学的主要研究领域.对开关电源模块并联均流控制方法进行了分类,并对不均流的原因进行了详细的分析.重点对最大电流均流法进行研究和分析,依据此法设计了简单实用的均流控制电路并进行仿真和硬件试验,最后给出了电源模块的仿真波形和电源系统并联运行的测量数据,试验证明了理论分析的正确性和均流电路设计的合理性,具有一定的实用价值.     

含风电场的多端柔性直流输电系统小信号建模方法

含风电场连接的多端柔性直流输电系统易发生系统失稳现象,构建一个精确的小信号模型分析系统小干扰稳定性是必要的。然而,在建立含风电场的有源直流系统小信号模型时,已有文献大多未对风电场进行建模。据此,文中以平均值模型为基础,在时域下建立了包括风电场在内的直流系统小信号模型。为体现换流器自身损耗,计及直流侧等效桥臂阻抗,提出利用部分直流线路电容简化换流器直流侧模型推导;同时,考虑到风电场接入的影响,引入交流公共耦合点滤波电容。在风电场模型构建上,建立了全功率聚合风电场的小信号模型,与风电场侧换流站构成单个状态空间。算例部分搭建了含风电场三端柔性直流输电系统的小信号模型,与PSCAD模型进行阶跃响应及稳定裕度对比,结果表明所提小信号建模方法能够精确模拟小干扰动态响应,且在系统稳定性分析中性能优越。     

基于UC3902模块电源并联均流技术的研究

讨论了最大电流自动均流法,针对该方法的特点,采用UC3902设计了电源的均流控制电路.实现了多模块电源并联大功率电源系统.该均流控制电路结构简单,均流效果好,可靠性高,应用范围广.通过4台模块电源系统的实验对该控制电路进行了验证.