超声电机LLCC谐振电路研究

超声电机需要幅值较高的驱动电压,因此其驱动电路需要变压器升压。超声电机为非线性容性负载,需要进行阻抗匹配,并保持电压和相移恒定。采用推挽电路作为驱动器拓扑,分析了该驱动电路在不同性质负载情况下工作过程,结果表明驱动器在感性负载时的开关管损耗较容性负载时小,感性负载可提高驱动器效率和可靠性。给出LLCC谐振网络及其参数计算方法,通过理论分析和仿真证明了电机谐振电压和相移与驱动条件可解耦,且该LLCC谐振网络可使驱动电路的负载性质由容性转变为感性。用TRUM-60型超声电机进行实验,结果证明了该方法的有效性。     

移相谐振全桥软开关控制器UCC3895

本文介绍了移相谐振全桥软开关控制器UCC3895的特点、工作原理及典型应用。     

LLCC谐振滤波器在高频正弦波逆变器中的优化设计

LLCC谐振滤波器在高频正弦波逆变器中得到了一定应用,但在实际工程应用中滤波器的参数设计一直没有得到充分的研究。提出一种LLCC谐振滤波器在高频正弦波逆变器中的参数优化设计方法,针对移相全桥LLCC谐振变换器拓扑,通过建立功率器件的损耗模型和Matlab优化求解,得到了以功率损耗最小为优化目标,以总谐波畸变率(THD)为约束条件的LLCC谐振滤波器优化参数。最后研制了一台输出40k Hz、10k W的电源样机,并进行实验验证。所提LLCC参数优化设计方法对于高频正弦波逆变器的参数设计具有一定的理论指导意义。     

对称控制全桥谐振PWM软开关变换器

针对传统对称控制全桥变换器不能实现软开关而导致变换器效率较低的现状,提出了对称控制全桥谐振PWM(FB-RPWM)变换器,详细分析了FB-RPWM变换器的工作模式及其稳态特性。分析结果表明:FB-RPWM变换器虽然采用对称控制,却仍在全负载范围内实现了所有桥臂开关管的零电压开通(ZVS)和输出二极管的零电流关断(ZCS),且其输入输出电压传输比与负载、开关频率和占空比无关,呈现出直-直变压器(DCX)的工作特性。与移相全桥(PSFB)变换器相比,FB-RPWM变换器减小了两个开关管的关断电流,且变压器一次侧采用隔直电容,实现了励磁电感电流的零直流偏量,降低了变压器损耗,进一步提高了变换器的效率。最后,搭建了一台400V输入、50V/10A输出的实验装置,验证了理论分析的正确性。     

固定频率谐振式DC／DC变换器设计

介绍一种三元件谐振变换器在很宽的输入电压和输出负载的变化范围内具有很低的开关损耗，特别适合高压输入、大功率低纹波输出应用。详细介绍本变换器的工作原理、关键元件的选择和电路的设计。并对实验电路和结果进行说明。     

UC3875移相谐振控制芯片原理及应用

讨论了移相谐振PWM控制芯片UC3875的工作原理,并介绍了其在7．5kWDC/DC电源的应用。     

基于移相控制的串并联负载谐振变换器研究

在分析了桥臂死区时间对输出电压的影响基础上 ,采用交流分析法对移相控制串并联负载谐振变换器进行稳态分析 ,同时利用MATLAB软件绘制了一组特性曲线 ,为优化参数设计提供参考依据。实验结果验证了上述分析的正确性。     

非接触感应电能传输系统的频率分叉现象及移相控制策略

以原副边均采用串联补偿方法进行研究,分析了非接触感应电能传输系统的高阶数学模型,探究了频率分叉实质,利用Matlab进行曲面仿真,了解系统的频率分叉现象,从而得出较为合理的补偿方案。分析了发生频率分叉时,如何选择优化的工作频率,采用移相控制的方式使系统得到稳定的输出。     

一种新型带输出耦合电抗器移相全桥电路

介绍了一种新型零电压零电流软开关(ZVZCS)移相全桥电路。它利用带输出耦合电抗器的辅助电路实现了超前桥臂的零电压开关(ZVS)和滞后桥臂的零电流开关(ZCS)。该辅助电路的结构简单,无耗能元件和有源开关,电路效率高,是一种非常适合大功率场合的拓扑结构。文中详细分析了该变换器的各工作状态和工作时序,分别给出了各个状态的等效电路。实验验证了该方法的有效性。     

不对称控制全桥副边双谐振DC-DC变换器

提出一种全桥副边双谐振(full-bridge secondary-dual-resonance,FB-SDR)DC-DC变换器。变换器无需添加辅助电路即可在全负载范围内实现开关管的零电压开关和副边整流二极管的零电流关断,减小了开通损耗和反向恢复损耗;同时,采用不对称控制策略,消除了传统移相全桥变换器的环流损耗,提高了变换器的效率;有效抑制了整流二极管的电压尖峰和振荡,将整流二极管电压箝位在输出电压,减小了电压应力,进一步提高了变换器的性能。详细研究FB-SDR变换器的工作原理及稳态特性,并对电路关键参数进行设计。最后,通过搭建一台1 kW、400 V/48 V的实验样机,验证理论分析的正确性。     

Characteristic of an AC chopper circuit with LC filters in the input and output side

LC filters are connected to both the input and output side of the AC chopper circuit in order to remove the switching ripple and harmonics. Characteristics of THD and input power factor are examined by simulation and experiments. When the load is resistive, characteristics are minimally influenced by the filters. In the case of an inductive load, since two poles exist owing to the input and output filters, waveform distortion becomes large. This paper shows that THD can be improved by reducing input filter capacitance. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 155(2): 45–52, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20304     

低谐波失真的CMOS正弦波振荡器设计

本文设计了一种具有低谐波失真输出的CMOS正弦波振荡器.该振荡器以RC有源微分电路作为选频回路.在实际电路设计中应计及运算放大器的频率特性,由此可得RC有源微分电路为二阶高Q电路.该电路具有良好的选频特性,大幅降低了振荡器输出的谐波失真,并配合移相和可变增益电路以满足振荡器起振条件.使用本文设计的CMOS运算放大器,该振荡器可起振的带宽可达200 Hz~2 MHz,其谐波失真小于通带噪声.以输出正弦波频率为100 kHz为例,给出了Hspice仿真结果.     

Energy-efficient operation modes of a frequency converter with a series-parallel resonant circuit under power stabilization at a variable load

An analysis of the power characteristics for a frequency converter is performed for matching with a varying load by means of a series-parallel resonant circuit. It is shown that a change in the active component of the load does not always lead to a proportional change in the input resistance of the resonance circuit, with at certain frequencies the resonant circuit even exhibiting a constant input resistance under a change in the load within a considerable range; that is, it has the properties of parametric output-power stabilization. At these frequencies, a large reactive component appears in the input impedance of the circuit, which does not allow one to obtain an operation mode close to a resonance one or achieve an acceptable energy-conversion efficiency. The frequency characteristics of the circuit have been studied under conditions of an extreme approach of its resonant frequencies. It is found that, in this case, owing to the distortions of the phase-frequency characteristic, one can obtain a quasi-resonant operation mode of the converter over the entire range of the load resistance. It is shown that the proposed method for the tuning of resonance circuit allows one, under a twofold change in the load, to achieve parametric stabilization of the output power with energy parameters of cos? > 0.94 at extreme points of the range of resistance variation. The obtained results are confirmed by simulation and physical experiment.     

一起交流滤波器用断路器击穿事故分析

在高压直流输电系统中,由于交流滤波器用断路器投切频繁,工作环境恶劣,高压断路器开断电路后容易发生绝缘击穿故障。基于一起交流滤波器燃弧故障实例,简述了事故过程,分析了断路器处于正常工作阶段、击穿故障阶段、持续性燃弧熄弧阶段和完全击穿阶段等不同阶段时相应的滤波器支路电压电流特性,计算了断路器正常工作时电流谐波含量和总谐波畸变率。最后,通过分析各个阶段的电弧电压和电流动态变化录波波形以及现场断路器解体检查情况,总结了燃弧故障发生的原因,并提出相关建议,为交流滤波器用断路器的生产和运维检修提供了依据。     

DARCN全桥变换器的软开关分析与谐振参数设计

本文对一种二极管辅助谐振换流网络（DARCN）的全桥ZVS－PWM软开关DC／DC变换器的软开关过程进行了详细分析，着重讨论了谐振参数与软开关实现、占空比丢失的关系，给出了谐振参数的设计方法，进行了在不同谐振参数下的仿真研究，研制了实验样机并进行了实验研究，给出了这种变换器在软开关条件下的实验波形。     

LCL滤波的三相并网逆变器电流双环控制策略

对于LCL滤波的三相并网型逆变器系统,电网电压畸变会增加网侧电流总谐波。针对该问题,分析了传统逆变侧电流单环控制策略无法有效抑制电网电压畸变对网侧电流的影响。为了增加网侧电流对电网电压畸变的抗扰性,提出了电流双环的控制策略。内环通过PI控制器实现对逆变侧电流的控制,外环通过PI+PR的控制方案完成对网侧电流的控制。通过推导系统的输出导纳的频率响应,分析了在提出方案下,网侧电流能够更有效地抑制网侧电压畸变的影响。仿真以及100kW样机的实验结果验证了该控制策略的有效性。     

电压型CPT系统输出品质与频率稳定性分析

针对CPT系统能量传输能力与输出品质会随频率漂移产生较大波动的特点,在对电压型CPT系统工作原理的分析基础上,根据系统原副边的耦合关系建立系统的阻抗模型,分别总结在谐振条件下系统的输出特性和在失谐条件下系统的拾取端阻抗随频率变化的规律,提出较小的拾取端线圈电感值有益于电压型CPT系统的频率稳定;发现并证明了SP型CPT系统的拾取端至少存在两个谐振频率点和一个负载突变频率点,并给出了拾取端电感的取值范围,对系统的参数设计具有指导意义.最后以SP型CPT系统为实验平台验证了理论分析的正确性.     

面向谐波治理的无源滤波器多目标优化模型

无源滤波器具有低成本、高效率的优点,是实现电网谐波治理的重要方法。提出了一种面向谐波治理的无源滤波器多目标优化模型。首先,分析了无源滤波器的基本工作原理及参数配置原则;其次,以最小化滤波器建设成本、总谐波畸变率为目标,建立了无源滤波器多目标优化模型,并通过求取多目标问题的帕累托前沿(Pareto Front),分析了目标之间的耦合关系;最后,以一个工厂的实际电网作为算例,并引入逼近理想解排序法(TOPSIS)对帕累托解集进行综合评估,验证了所提方法的科学性与可行性。     

采用Class-E倍流整流的移相全桥谐振变换器

介绍了移相全桥谐振变换拓扑,结构简单,成本低,效率高,容易实现软开关和较低的电磁干扰等特性。输出部分采用Class-E倍流谐振整流器,这种整流器适合工作于高频谐振变换器拓扑,具有低损耗、高效率、低EMI的特点,且倍流式结构,适合于低压大电流输出电路。分析了其工作原理并给出了仿真电路图和结果,最后实验结果验证了理论和仿真分析的正确性。