软开关隔离型Boost变换器研究

隔离型Boost变换器具有变压器结构简单、输入电流纹波小、效率高等优点,适合于低压大电流输入应用,但该变换器存在着开关管关断电压尖峰很大、两开关管不能同时关断以及启动冲击电流很大等问题.采用附加RCD吸收电路可以减轻上述问题的影响,但不利于变换器整机效率的提高.提出了一种软开关的隔离型Boost变换器,利用LCD电路实现功率管的软关断,并将储能电感设计为反激变压器型式以限制启动冲击电流.分析了电路的工作原理,给出了电路的参数设计原则.28V输入、48V输出、300W实验样机效率达到了92.4%.     

新型软开关隔离型高增益DC-DC变换器

本文结合了反激变换器元器件少与开关电容对电压增益提高的优点,提出了一种新型软开关隔离型高增益DC-DC变换器,进一步提高了变换器的电压增益和功率密度,降低了功率器件的电压电流应力。通过反激变换器的输入交错并联输出串联,一方面能够提高电压增益,另一方面能够扩大电路的输出功率,同时还能降低输入电流纹波。输出侧增加倍压电路不仅能够提高变换器的电压增益,还解决了反激变换器工作在连续状态下输出二极管反向恢复问题。采用有源钳位电路实现漏感能量的回收,抑制开关管的电压尖峰,并实现了开关管的零电压开通。最后,分析了该拓扑的基本工作原理,并制作了一台输入电压为40～60V,输出电压为380V,额定功率为1kW的样机,实测最高效率为96. 8%,实验结果证实了理论分析的正确性。     

一种光伏逆变器用多路输出开关电源设计

设计了一种以UC3842为控制芯片的单端反激式光伏逆变器用多路开关电源,该电源具有9路直流输出,通过调节控制芯片输出脉冲的占空比以适应直流输入在较大范围内的变化,为光伏并网逆变器的开关器件驱动及控制电路提供稳定的直流电压.介绍并改进了电流型控制芯片UC3842的工作原理、外围电路和高频变压器的设计以及所采用的共模滤波电...     

采用磁放大器后级稳压的反激变换器设计

分析了辅输出后级稳压采用磁放大器的反激变换器稳态工作原理,并给出了关键电路参数的设计指导准则.50W的两路输出原理样机实验结果表明,采用磁放大器后级稳压的反激变换器辅输出具有良好的电压稳定性.为减小因多次分时控制而带来变压器次级侧电流应力大的问题,提出一种新的针对多路辅输出反激变换器应用场合的磁放大器方案,实验验证了新方案的可行性.     

高压输入多路输出双管反激变换器的设计

介绍一种适合于较高电压输入的双管反激变换器的拓扑，分析其工作原理，介绍峰值电流控制模式的特点并给出变压器主要参数设计步骤。给出了设计并调试成功的一台约60W三相输入、八路隔离输出的直流开关电源。实验结果证明：该电路既保留了反激变换器的结构简单、易于多路输出等优点，又解决了其在高压场合的开关应力大和安全性问题，非常适合于较高电压输入、中小功率、多路输出的直流电源应用场合。     

一种开关频率固定的输出可调型有源钳位正激双向谐振变换器

提出一种开关频率固定的输出可调型有源钳位正激双向谐振变换器。不同于传统有源钳位技术,该变换器中的单个有源钳位电路为两个变压器去磁,以简化电路结构,并提供谐振回路实现能量反向传递。同时,输入串联输出并联结构可分担输入电压,减轻单个器件电压应力。采用交错并联PWM的控制策略,以减小输入电流纹波。该变换器开关频率固定,可避免传统调频方式中存在的磁性元件、同步整流驱动设计困难等问题,且具有一定的输出电压调节能力。此外,利用谐振原理,该变换器可实现开关管的零电压开通以及二极管的零电流开关,提升变换效率。详细分析开关频率固定的输出可调型有源钳位正激双向谐振变换器的工作原理以及稳态特性,最后搭建了一台43~53V输入、24V/1.8A输出的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

软开关推挽式高频链逆变器

提出一种新颖的单级式推挽高频链逆变器拓扑,变压器初级侧采用电源端串接一个开关管的三管推挽结构,次级侧采用双绕组全波式周波变换器结构。该类逆变器具有拓扑简洁、初次级开关管均可在宽输出电流区间范围内实现零电压开通、变换效率高等优点。电路采用正弦脉宽脉位调制策略,变压器初级侧辅助开关管的工作频率是另外2个开关管的2倍,除去死区时间,辅管的驱动信号逻辑上是另外2个开关管驱动信号的与非关系。详细分析了各工作模态,讨论了次级占空比丢失、软开关实现条件及特殊变压器设计的关键电路参数设计准则等。最后,制作了一台输入40~60 V DC、输出110V AC、额定功率660 W的原理样机,实验波形及较高的变换效率验证了所提拓扑的正确性。     

基于SiC MOSFET的高压输入LLC变换器研究

针对高输入电压场合,设计了基于SiC MOSFET的共初级开关管的多变压器输入串联输出并联LLC变换器。通过采用SiC器件提高了变换器开关频率,减小了DC/DC变换器体积。对电路工作原理和均流特性进行了分析,从效率和控制复杂度的角度合理选择电路参数,降低开关损耗,提高变换器效率。最后,制作了一台输入电压为800~1 000 V,输出为25 V/2 kW的样机,验证了LLC变换器设计的合理性。     

超宽工作电压DC/DC变换器设计

针对太阳能光伏发电系统输出电压较宽的情况,设计了一种超宽工作电压的DC/DC变换器。利用稳压管在开关关断时对电路进行电压钳位,解决了单管反激变换器在高电压输入时电力MOSFET电压应力过高的缺陷。通过合理设计电路并从电路副边引入电流作为MOSFET栅极驱动,可以保证开关管的饱和导通。在理论分析、仿真优化、反复调试的基础上,设计了一款15 W、1 000 V/200 V输入的样机。经过测试,此变换器可以长时间稳定工作且转换效率比较高。     

APU用推挽正激变换器的研究

给出了一种用于辅助动力装置APU的DC/DC变换器方案:推挽正激变换器,并介绍了变换器的工作原理。根据APU中直流启动发电系统对启动过程的要求,设计了推挽正激变换器输出电压的参考波形。针对变压器漏感能量在开关管上产生电压尖峰的问题,对变压器原、副边绕组的绕制方式进行了优化,提高了变换器的可靠性以及效率。采用四路推挽正激变换器交错并联形式,最后以一台12 k W、24 V/120 V的原理样机验证了理论分析的正确性。     

一种交流伺服系统的多输出辅助开关电源设计

介绍了用于现代交流伺服控制系统的多路输出辅助开关电源的设计与制作,根据电流连续模式反激开关电源的工作原理对电源设计和提高电源品质的措施进行了详细分析和讨论。基于原理分析和实验调试制作了样机,在数控机床用永磁同步电机伺服控制器上的应用表明电源设计满足伺服系统辅助电源的各项设计要求。     

永磁直线同步电动机矢量控制位置伺服系统

针对永磁直线同步电动机位置伺服系统,提出磁场定向矢量控制下的三环直线伺服控制结构,实现参考位置信号的跟踪控制。详细分析了位置调节器、速度调节器、电流调节器、坐标变换器及电压空间矢量脉宽调制器的结构及数学模型。完成直线伺服系统控制电路、功率驱动主电路、检测电路、人机界面、辅助电源电路的硬件设计及相关软件设计。实验结果表明,该直线伺服系统具有良好的位置跟踪性能。     

16位微机控制交流伺服驱动系统研究

伺服系统广泛地应用于机器人,CNC,FMS,C1MS等机电一体化领域,与直流伺服相比交流伺服具有许多突出优点。本文详细讨论了永磁交流伺服系统数学模型及控制原理,并以Intel8086 16位微处理器作控制单元,SPWM控制的GTR作驱动电源,构成一套全数字系统。典型实验表明,系统调速范围宽,响应快,具有良好静、动态性能。     

小功率伺服无刷直流电机驱动器设计

本文提出了一种基于LM629和MC33035的小功率伺服无刷直流电机驱动器设计方案。该方案主要涉及核心控制电路的构成、功率部分驱动电路的设计和整个控制软件的结构。该驱动器通过RS485总线与外界通信,可按照预定参数完成速度和位置伺服。实验证明,该驱动器在驱动18V80W无刷直流电机时有较高的运行精度且稳定可靠。     

集成PWM控制器MB3759在开关电源中应用

介绍了集成脉冲宽度调制方式（PWM）控制（MB3759）构成与原理,详细分析了以MB3759控制器构成的开关电源的控制电路、驱动电路和保护电路,对开关电源的设计具有一定的价值。     

基于反激变换器的高功率因数LED驱动电源设计

针对传统的发光二极管(LED)驱动电源功率因数不高的问题,在需要隔离的场合选择反激电路作为主电路拓扑实现功率因数校正(PFC)和LED电流的控制.通过对反激电路的分析,证明了工作在临界连续模式下的反激电路可以实现PFC.该电源是采用反激电路为主电路的单级PFC电路,能同时实现PFC和LED电流控制,相对2级功率因数校正...     

500kV固态Marx发生器IGBT多路驱动高压隔离供电电源的设计

为了解决固态Marx发生器中IGBT驱动供电问题,提出了一种具有高电压隔离的多路供电电源设计,首先对IGBT开关驱动供电的需求进行了分析,提出了供电电源设计方法,采用直交直转换供电方式,隔离使用级联变压器与原边多匝变压器。经过多次试验,验证了该设计方法可行,最后介绍了电源悬浮供电的特殊工作模式与关键技术工艺,并给出了实验数据波形,结果说明该种结构的电源性能稳定,满足隔离供电的要求,并且有良好的应用前景。     

基于SEPIC变换器的高功率因数LED照明电源设计

针对LED驱动电源功率因数低的问题,依据LED照明电源的特点,选择SEPIC电路作为主电路拓扑实现功率因数校正(PFC)和LED电流控制。传统的SEPIC电路用于功率因数校正时都工作在断续模式下,通过对SEPIC电路的分析,证明了临界连续模式下SEPIC电路也可以实现PFC,并推导出输入输出电压比和功率因数关系的公式,得出当输入输出电压比很小时,功率因数值很高。该电源用单级电路同时实现功率因数校正和LED电流控制,相对两级功率因数校正电路,所用器件少,损耗低,尺寸小,尤其适合空间狭小的照明电源电路。通过实验证明理论分析的正确性。     

开关磁阻电机功率变换器驱动系统设计运用

设计了一种针对开关磁阻电机不对称半桥功率变换器,基于M57962L IGBT驱动模块的IGBT驱动系统,该驱动系统采用高频开关电源供电。详细论述了该IGBT驱动保护电路和驱动用开关电源的设计思路和过程。在实际运用中表明该系统有很好的可靠性和稳定性。     

A power‐efficient 600‐mVpp voltage‐mode driver with independently matched pull‐up and pull‐down impedances

In this study, a large‐swing, low‐power voltage‐mode driver with independently matched pull‐up and pull‐down impedances is proposed. To achieve large swing and constant impedances during a transition, a P‐over‐N structure is implemented with regulators calibrating the impedances. Two regulators are dedicated to matching the pull‐up and pull‐down impedances by regulating the supply voltages of the driver and predriver, respectively. Because background impedance calibration loops are adopted to track the process, voltage, and temperature (PVT) variations, the proposed driver can operate properly without additional calibration time. To reduce the power consumption of the calibration loops, scaled replicas of the actual driver are used. Moreover, an analysis of design optimization for the proposed driver is presented. The proposed driver was fabricated in 65‐nm CMOS technology and verified at a 5‐Gb/s data rate. Measurement results show that the proposed driver has a voltage swing of 600 mV_pp and a horizontal eye opening of 0.5 UI. The prototype chip consumes 6 mW at a 1.0‐V supply. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.