谐振型软开关逆变电路冲击起振研究

介绍了谐振型软开关逆变电路的原理,对谐振软开关逆变电路进行了建模,分析了其起振问题,得出在电路起振瞬间,谐振电容两端电压存在过零点时电路才能正常起振的结论。通过瞬间注入电流的方法解决了逆变电路的软开关起振问题,并理论计算出电流注入时间。最后通过仿真与实验验证了该方法的可行性。     

新型宽输出电压PFC电路的设计分析

通常有源功率因数校正电路(PFC)具有恒定的输出电压,但HID灯在启动过程及整个寿命期,灯电压的变化很大。为了提高逆变电路输入输出的转换效率,减少逆变电路中电感的损耗,简化逆变电路的控制,需要PFC的输出电压跟踪灯电压的变化,因此设计新型宽输出电压范围的PFC电子镇流器是十分必要的。该镇流器结合Buck开关变换器和Boost开关变换器各自的特点,采用了分段变电路结构控制方法。为了减少开关损耗和功率二极管的反向恢复损耗,采用零电流开通的临界电流控制策略,实现了高输入功率因数。采用PFC级输出电压与灯特性匹配,且转换效率高的新型电子镇流器,具有电压应力低,使用开关器件少,电感导通损耗小,电感尺寸小的优点。实验结果验证了理论预期的正确性。     

变压器辅助换流的谐振极型软开关逆变器

为提高逆变器的运行效率,提出了一种变压器辅助换流的谐振极型软开关逆变电路拓扑结构。该拓扑结构用高频变压器来辅助换流,没有设置串联在直流母线间的均压电容,解决了中性点电位变化问题。该逆变器的主开关和辅助开关均能完成软开关动作,并且所承受的电压都不高于直流电源电压。给出了一个开关周期内逆变器在不同工作模式下的等效电路图,详细阐述了该逆变器的工作过程,给出了软开关实现条件,并建立起了辅助电路损耗的数学模型,讨论了谐振参数对辅助电路损耗的影响。最后制作了一台4 k W的单相实验样机,实验结果表明逆变器中的开关器件都工作在软开关条件下。该有源谐振极型软开关逆变器可以有效提高效率,减小开关损耗。     

基于软开关技术的级联式逆变器仿真研究

为解决目前级联式逆变器的开关器件均工作在硬开关状态而造成较高开关损耗的问题,提出了一种带有直流环节并联谐振型软开关辅助谐振电路的三相桥式逆变单元与2级H桥逆变单元相串联的混合级联逆变拓扑结构。主级逆变单元开关频率比副级逆变单元的开关频率高一个数量级,在保证逆变电路整体输出效果的前提下,软开关的加入有效地降低了逆变电路的开关损耗。利用Matlab/Simulink仿真软件对所提电路进行了仿真研究,并对仿真结果进行了傅里叶分析,证明了所提拓扑结构的正确性。     

大功率软斩波功率调节并联谐振感应加热电源

简述了一种采用全控型器件研制的大功率并联负载谐振式感应加热电源。该电源既采用了新型有源无损软开关Buck电路作为直流斩波功率调节环节,又采用了定角锁相环的逆变器控制方案,实现了并联负载谐振逆变器的ZVS。使其主电路中所有的全控型器件全面软开关化,降低了功率器件的开关损耗,提高了高整机效率;改善了EMI整个电路的EMC性能;实现了逆变电路小容性状态的保持。输出功率因数接近于1。     

单管无线电能传输系统主电路参数的优化设计

常见的单管逆变电路只能在开关管开通或关断期间实现能量传输。本文提出了一种单管感应耦合式电能传输系统,该系统不仅可以实现零电压开通和零电压关断,而且在两种开关状态下都能传递能量。为了使该设计方案能够高效、稳定地传输能量,给出一种基于电压传输特性的主电路参数设计方法。在对主电路进行动态分析的基础上,对其谐振网路进行了等效变换,得出系统的电压增益函数。在优化原副边谐振频率的过程中得出了开关管实现ZVS的条件和系统实现最大电压增益的参数配置。完成了系统全局最优设计。最后通过仿真和实验验证了设计的正确性。     

全桥移相软开关的开关管损耗仿真及改善

采用全桥移相软开关技术,系统地设计了一套高频直流开关电源,介绍了软启动电路、全桥逆变电路、可饱和电感、高频变压器。采用仿真研究的方法,计算了开关管的损耗,并优选开关管并联电容等参数。研究结果表明,采用软开关技术更有利于发展大功率直流电源。     

逆变器软开关技术的发展和现状

介绍了DC/AC逆变器软开关的发展和现状,以及实现逆变器软开关的基本电路,包括谐振DC环节方式电路、谐振极方式电路、负载谐振方式电路、辅助谐振缓冲电路、主辅开关电路、载波控制逆变电路等,列出了它们的基本电路拓扑图。同时,对拓扑图进行了简单的分析。最后,对逆变器软开关的发展方向提出看法。     

全桥移相软开关的开关管损耗仿真及改善

本文采用全桥移相软开关技术,系统地设计了一套高频直流开关电源,介绍了软启动电路、全桥逆变电路、可饱和电感、高频变压器。采用仿真研究的方法,计算了开关管的损耗,并优选开关管并联电容等参数。研究结果表明,采用软开关技术更有利于发展大功率直流电源。     

具有零电压开关的半导体高频加热电源

本文介绍了具有软性开关的半导体高频加热电路,并对零电压谐振逆变电路进行了分析。     

基于LM3404的车载LED调光电路设计

介绍了一款车载调光大功率LED驱动电路,电路采用单片机MSP430F1232为核心控制器,集成调光控制模块LM3404,论述调光电路的硬件方案和软件方案的设计。电路可以实现对车载大功率LED照明灯具进行调光,并且具有参数记忆功能,方便了车内阅读需要。     

9MW海上用半直驱永磁风力发电机电磁特性分析

随着海上用风力发电装机容量的不断增加,大功率永磁风力发电机正成为各国的研发热点。本文针对海上用大功率半直驱永磁风力发电机,进行了电磁设计,并对设计参数进行了详细的分析,包括空载特性、齿槽转矩、负载特性、损耗特性等。同时,针对大功率风力发电机相间突发短故障状态进行了研究,对突发一相短路、两相短路、三相短路下的电压、电流以及永磁体磁场强度等特性进行了分析,保证在突发相间短路下,永磁风力发电机的可靠性。基于以上分析,加工了两台9MW的永磁风力发电机,通过样机的对拖实验对理论分析进行了验证,同时证明了该样机具有良好的电磁特性,为海上用大功率永磁风力发电机的设计与发展提供了有价值的参考。     

可控硅感性负载交流调压设计与瞬态分析

对于双向可控硅控制大功率感性负载的交流调压装置,大功率感性负载的瞬态尖峰电压容易导致可控硅误导通,输出电压波形不对称导致无用功率增加而损坏负载的问题。通过对交流调压电路建模,分阶段分析电路特性,设计了一种过零移相触发调压电路,并改进电路结构参数,避免直接工作在大导通角状态下相位对电压的影响,大大减小瞬态突变电压干扰,消除了误导通情况。实验结果证明,此电路很好的实现了感性负载交流调压功能,控制输出精度高,电路性能稳定且抗干扰能力,证实了设计与分析的有效性。     

三电平移相全桥变换器整流二极管RC吸收参数多目标优化设计

传统的整流二极管RC吸收参数设计基于谐振等效电路,不能精确刻画二极管反向恢复过程,RC参数难以优化.为此,基于大功率PIN二极管集总电荷模型,采用多目标优化设计RC吸收电路参数.首先,根据三电平移相全桥变换器拓扑结构及调制方式,分析了RC参数对整流二极管反向电压尖峰的影响规律.其次,基于大功率PIN二极管的集总电荷模型...     

大功率LED保护电路的设计

对大功率LED保护电路进行了分类,详细阐述了LED浪涌电流保护电路的工作原理及电路设计,进而给出了LED开路保护电路及过电流保护电路的设计方案,可供设计LED灯具时参考。     

一种新颖的耦合电感无源无损缓冲电路及其设计方法

无源无损软开关技术是一种通过附加无源器件实现开关管软开关的手段,因其控制简单易于实现,在工程应用中得到了广泛的应用。但传统无源无损软开关技术应用于大功率场合时,流入缓冲电路二极管的电流较大,造成了成本上升和散热困难等一系列问题。首先分析了传统无源无损软开关技术应用于大功率Boost变换器上存在的不足,随后提出了一种新型耦合电感无源无损缓冲电路以及该电路谐振元件参数的设计方法。该设计以避免谐振回路参与主电路的续流过程为主要思路,降低流过二极管与缓冲电感的电流,提升变换器的转换效率。通过设计一台15 kW的样机,验证了该缓冲电路的正确性与可行性。     

Improving the Specific Mass and Dimensions of Synchronous Reluctance Electric Drives

An analysis of independent control actions in different control structures is performed to compare different methods for improving the specific mass and dimensions of electric drives for objects that carry out point-to-point motion or tracking motion. Algorithms for optimizing the form of phase (control) currents are formulated. The physical modeling method has shown that a rectangular oscillogram of the phase current in a series excitation circuit is most convenient for use in overload zones. It is shown that improved mass and dimensions in the low-power range can be achieved in synchronous reluctance electric drives having a complex rotor design (compound design with nonmagnetically conductive inserts). A multiphase circuit with individual sources in each phase is an appropriate circuit for use in high-power electric drives (more than 500 kW). Improved acceleration performance is achieved without complicating the design of the rotor due to the failure of sinusoidal control laws. In this case, the parameters of the electric drive under consideration are comparable with the parameters of a synchronous reluctance electric drive having a compound (complex) rotor. The form of the phase current is rectangular at the initial stage of adjustment, and the ratio between the excitation current and the armature current is determined depending on the saturation coefficient of the magnetic system.     

大功率电能质量信号发生装置设计及实验研究

详细阐述了基于交-直-交拓扑的大功率电能质量信号发生装置设计方法,主要包括整流侧滤波电感、逆变侧输出滤波器和直流侧电容设计等;采用瞬时功率平衡原理,在含有谐波的情况下建立直流电压的精确数学模型,用于指导直流电容设计;研制了试验样机并进行实验研究.实验结果验证了设计参数和结论的正确性及有效性,所研制的样机能够实现单位功率因数整流,并能产生各种包括电压跌落、闪变、骤升、中断、凹陷、谐波等电能质量信号.     

基于GaN器件的PFC设计

针对氮化镓GaN(gallium nitride)功率晶体管在AC-DC变换器当中的应用进行设计。首先,在了解GaN器件的基本特性后,通过LTspice仿真软件搭建了PFC电路,分析了GaN寄生参数对驱动电路的影响,得出的结果对PFC的PCB布局有明显的帮助,应尽量减小驱动器与GaN器件之间的距离,从而达到降低寄生电感的作用;然后,对高频Boost PFC电路进行了分析以及电感和电容的设计;最后,通过仿真验证了设计的正确性,并以UC3854为控制器搭建了1台2.5 kW 500 kHz的高功率密度PFC样机,测得的驱动波形稳定。     

基于Matlab的大功率电源控制器设计仿真

对电源控制器进行建模仿真可为系统的设计分析提供重要的指导作用。针对20 k W电源控制器,设计了全调节母线的模块化系统方案。基于Matlab/Simulink软件,构建了包含顺序开关分流调节器、蓄电池充放电调节器的仿真系统。通过设置合适的电路参数及控制参数,仿真系统可准确模拟多种工况下电源控制器母线的动静态响应。仿真结果表明设计的电源控制器能够满足20 k W负载的供电需求。