SRD功率变换器的一种软开关实现策略

由于电力电子器件并非理想的开关器件,功率器件的开关损耗和电磁干扰会随开关频率的提高和容量的增大而升高,软开关技术是解决以上问题的有效手段。文章提出了一种利用准谐振直流环实现相开关零电压操作的SRD功率变换器软开关的设计方案,详细介绍了该方案的主电路结构、换相控制逻辑及谐振电路工作状态。仿真结果表明,该方案控制简单、主电路中所有功率器件均实现了软开关操作。     

基于软开关的SEPIC变换器设计及其效率分析

关于在光伏系统中SEPIC变换器效率优化问题,由于光伏系统承担并网发电和输出电压,要完成大功率点的跟踪,但是转换效率往往不高,尤其是在工作频率很高时,转换效率会明显下降。为解决上述问题,提出将软开关技术应用到SEPIC变换器中,并对零电压、零电流准谐振SEPIC变换器的工作原理进行了分析,采用谐振参数的选取,应用软开关技术减小开关损耗,可以提高SEPIC变换器的效率。在MATLAB平台上对有、无软开关的SEPIC变换器进行仿真,通过改变工作频率,对两种变换器效率进行比较。仿真结果证明软开关技术能够提高SEPIC变换器的效率,为变换器设计提供了依据。     

基于UCC29950的LLC谐振半桥电源的设计

LLC谐振半桥变换器可以在宽电压范围内全负载条件下实现软开关,在整个工作过程中,实现初级MOSFET的零电压开关(ZVS)和次级整流二极管零电流开关(ZCS)。因此可以达到较高的效率和功率密度,而且在负载和输入电压范围变化较大的情况下,其开关频率变化较小。文中首先分析了LLC谐振半桥变换器的工作原理,并基于TI公司的UCC29950芯片设计了一种300W电源样机,该芯片集成了PFC和LLC控制器。文章重点介绍了LLC谐振半桥变换器的参数设计,实验结果表明该电源性能优良。     

一种新型降压型ZVT-PWM变换器的研究

研究软开关技术能够有效改善功率,降低开关损耗,提高变换器的效率.为了减少电路的整体能耗,提出采用降压型ZVT-PWM变换器.把谐振元件从主功率通道中移开,利用并联的辅助开关回路,使主开关管在开通之前两端电压降为0,实现零电压开通.谐振元件不通过负载电流,使负载对谐振过程的影响减到最小,大大降低了开关损耗.同时,辅助开关管实现零电流关断,二极管的反向恢复也受到控制,减少了电路中谐振回路通态损耗.对电路一个周期内的每个工作模态进行了详细的分析,并进行仿真,证明了电路的可行性和分析的正确性.     

输出连续可调节并联谐振变换器及其仿真研究

文中分析了并联谐振变换器(PRC)电路的拓扑结构及工作原理，提出了在软开关条件下实现电源输出连续可调节的方案，并通过一种实用的交流分析法分析了PRC在CCM工作模式下实现方案的可行性。最后的PSPICE以及Matlab/Simulink仿真结果表明该变换器具有输出连续可调节范围大、软开关、效率高等优点。     

PID神经网络控制器在软开关中的应用

在软开关谐振功率变换器系统中,由于增加了谐振元件以及系统本身存在的严重的非线性和时变不确定性等特点,极大地影响了系统输出电压的动态响应性能。针对这一问题,该文提出了一种新的控制策略,将基于PID的神经网络控制器,用于脉宽调制型的软开关谐振功率变换器中,提高系统的动态响应性能。这种控制器是一种新型的误差前向反馈神经网络,将神经网络和PID控制规律融为一体,利用M atlab6.5软件中的电力系统仿真模块(S imPowerSystem s)对该系统进行仿真,结果表明这种控制方法可以使得功率变换器获得较好的动态性能。     

零电流开关准谐振SEPIC变换器的仿真设计

该文详细分析和设计了一种实现零电流软开关的全波模式下的准谐振SEPIC变换器，并利用Matlab6．5软件中的电力系统仿真模块(SimPowerSystems)具有对非线性、刚性和非连续系统能够进行非常精确的仿真以及适合于对含有开关装置的电路进行仿真分析的优点，基于该模块建立此准谐振变换器的仿真模型，并在Matlab／Simulink软件包环境下对该模型进行仿真，仿真结果表明，该SEPIC变换器在零电流软开关状态下运行，提高了工作性能，与理论分析一致。     

基于B-SIT的半桥谐振DC-DC变换器电路

本文介绍了串联谐振逆变器电路构成的零电流软件开关变换器,并描绘了其在稳态时的工作原理.对带有电压箝位二极管环路的半桥零电流谐振DC-DC变换器的性能进行了评价.实验结果表明,该变换器结构简单,成本低,效率高,容易实现软开关,且产生的开关损耗很小.     

智能软开关非接触电源研究

提出一种非接触供电系统的新型控制方法,由ARM控制器根据输出端的功率值调整开关器件的占空比,使非接触电路的负载特性稳定;谐振直流环使开关器件工作在ZVS软开关状态;再由输入端和输出端的效率值动态调整开关器件的驱动频率,以跟踪效率的峰值点,使原边变换器输出的电压和电流同相,则开关器件又工作在ZCS软开关状态;非接触变压器的耦合系数由计算得到,ARM控制器将不同耦合系数的谐振频率以表格形式存储在非易失SRAM存储器中,在下次开机时自动进入谐振状态,实现智能控制;在耦合系数不断变化的非接触供电系统中,采用这种方法还可实现动态的高速频率跟踪;当输入电压为直流310 V,输出功率为3 kW时,效率峰值达到94%,仿真和实验的结果验明了样机的可行性。     

改进型ZCT-PWM软斩波器的应用研究

传统的斩波调功式感应加热电源大多采用的是硬斩波方式,开关器件的损耗很大,从而限制了系统容量和频率的提高.介绍一种改进型零电流转换-脉宽调制(ZCT-PWM)直流软斩波器,该软斩波器克服了传统ZCT-PWM中主开关器件不能零电流开通(ZCS)和负载续流二极管不能软关断的缺点,适合以IGBT为开关器件的大容量高频PWM变换器.对该变换器的稳定运行情况进行了详细的分析,并用PSpice9.0软件进行仿真验证,仿真结果表明该ZCT-PWM软斩波器的IGBT开关频率可以达到100KHz,并实现较大范围的电压和功率调节,非常适合大容量高频感应加热电源场合.     

一种新型软开关Buck变换器的研究

针对传统ZVT-PWM变换器的辅助开关硬关断的不足,提出了一种新型PWM控制的软开关Buck变换器方案,详细介绍了该新型软开关Buck变换器的拓扑结构及工作原理,并给出了具体的设计过程。新型软开关Buck变换器的辅助电路使主开关工作在零电压状态,所有的半导体器件均工作在软开关条件下,从而减小了开关损耗。仿真结果证明了该新型软开关Buck变换器方案的有效性。     

基于全桥变换器滞后臂零电压开关的研究

全桥零电压变换器性能优异,相对突出的是滞后臂轻载时零电压开关问题,同时发生占空比丢失。究其原因是滞后臂开关过程中只有原边电感参与谐振。本文通过探索在滞后臂并联谐振电感及加入输出电感和续流二极管两种方法解决全桥零电压变换器滞后臂轻载时零电压开关问题。     

LLC半桥谐振变换器在列车控制电源中的研究

针对传统列车控制电源存在硬开关变换器、单路闭环调节、转换效率较低、发热严重、稳定性差的问题,已无法适应列车控制系统在复杂工作环境中的要求。提出一种基于LLC半桥谐振变换器的列车控制电源。该电源在工作范围内能实现软开关,提高了列车控制电源效率,并利用高频变压器的堆叠式绕法和对所有输出回路进行闭环调节,减小漏感和体积,提高了输出电压的稳定性。最后,制作了一台84 W两路输出的实验样机,完成了相关仿真和实验验证,验证了设计方案的可行性和先进性。     

基于移相控制的LLC感应加热电源的研究

为实现串联谐振负载匹配,在电压型串联谐振感应加热电源的基础上,设计了一种适用于大功率高频感应加热的LLC拓扑结构.即在谐振回路中加入匹配电感,通过调整参数达到负载输出功率匹配的目的;采用负载频率跟踪技术与全桥移相脉冲宽度调制PWM功率调节方法相结合的控制方案,根据LLC谐振回路的特性,将输出电压和电容电压相位角作为锁相环控制变量.仿真及实验证明,这种拓扑方法相对于传统的LC串联谐振拓扑,更能满足高频大功率调功应用的需求,且移相控制使逆变器工作在软开关状态,降低了电源在高频工作时的开关损耗.     

直接AC-AC变换器在感应加热中的研究

在感应淬火设备优化的研究中,要求感应淬火设备在宽的频率范围内实现精确的功率控制并且具有高效率.传统的解决方案是AC-DC-AC组合,但效率低且成本高.为解决上述问题,提出一种直接AC-AC变换器,以减少元件的数量,降低成本,提高可靠性,并提高效率.提出的变换器是电压源串联谐振变换器,通过调制策略可以实现线性输出功率控制,减少控制复杂性.另外,变换器在导通和关断过程中实现软开关,进一步提高了效率.采用Saber对一个3.3kW的变换器进行了仿真,仿真结果验证了方案的可行性和预期的性能.     

PSPWM控制超声电源的研究

传统超声电源的功率调节有整流侧、直流侧和逆变侧三种调节方式,其中,逆变侧调功以硬开关PWM(脉宽调制)控制方式为主,功率器件工作于硬开关状态,开关损耗大,EMI较大,系统效率低.文中阐述了一种采用软开关PSPWM(移相脉宽调制)逆变侧调功的功率调节方式,对其工作原理、工作过程及逆变器的输出电压电流波形、功率进行数学分析,并利用Pspice软件进行仿真.结果表明,采用软开关PSPWM的控制策略,可以实现逆变器输出功率的调节,同时开关器件在零电压开通和关断,实现ZVS软开关,大大减小开关器件的功率损耗,提高了系统的效率,在超声电源研制应用中具有一定的可行性.     

基于DSP的移相控制改进型全桥变换器的研究

分析了移相控制全桥(FB)ZVS-PWM变换器改进型拓扑电路的工作情况,给出了以DSP为控制核心的驱动信号产生方法,通过对输出电压信号和变压器原边电流反馈信号的采样,完成全桥移相变换器电压和电流的双闭环控制.实验验证了前、后桥臂开关管通过利用电感电容的谐振实现零电压开关,减少了在两桥臂之间实现ZVS的差别,限制了占空比的损失,消除了二极管的反向恢复时间.该变换器全负载下效率达93.5%,具有一定实用的价值.     

脉冲序列控制BIFRED变换器的脉冲组合和电压纹波

升压式-反激式集成的整流/储能直流-直流(BIFRED)变换器是由Boost电路与反激式电路集成实现的,具有电路简单、成本低、负载范围宽等优点,工程应用价值较高。脉冲序列(PT)控制技术是一种新的离散控制技术,比较适用于BIFRED变换器的输出电压调节控制,但PT控制存在着输出电压纹波较大的缺点,因此研究PT控制BIFRED变换器的输出电压纹波具有重要的物理意义。为了更好地表征工作在双断续导电模式(DCM-DCM)下的PT控制BIFRED变换器的电压调节控制性能,通过求解在1个开关周期内流过副边二极管的平均电流,得到了在1个开关周期内高、低功率脉冲作用下的输出电压变化量,由此获得了不同负载时PT控制DCM-DCM BIFRED变换器的控制脉冲组合,并进一步确定了相应的输出电压纹波。通过PSIM仿真软件和硬件试验,得到了不同负载下的时域波形,验证了控制脉冲组合、输出电压纹波理论分析的正确性及控制方案的可行性。     

矩阵变换器励磁控制的无刷双馈风力发电系统

应用在双馈风力发电系统中的功率变换器必须具有功率双向流动的能力, 交直交循环变流器和交交矩阵变换器都可满足功率的双向流动要求. 而矩阵变换器能同时提供正弦的输入电流和输出电压, 输入电流可调节为超前、滞后或同相于输入电压, 输出电压可实现幅值、频率和网侧功率因数的独立控制. 利用矩阵变换器, 通过控制无刷双馈电机控制绕组的电压幅值、频率, 为风力发电系统提供励磁. 压频比控制器采用模型参考模糊自适应控制策略, 对电机的转速和功率因数进行控制. 采用DSP,CPLD构建了基于四步换流方案的矩阵变换器实验励磁系统, 仿真和实验结果验证了系统设计的正确性、可行性和稳定性, 为矩阵式变换器的实际应用提供了实验基础.     

新型ZCS-PWM Buck变换器的磁集成研究

研究新型ZCS-PWM Buck变换器,通过电感和电容的谐振使流过功率开关管的电流呈正弦波形,为开关管提供了零电流开关条件。提出将分立的谐振电感和滤波电感集成在同一个平面磁芯上。理论分析和仿真结果证明了该方案的正确性和可行性。