新型电子变压器的设计

根据常用电子变压器的电磁兼容性和安全方面的新要求,对其基本线路进行分析和改进.在输入端加入了滤波网络和输入保护电路,并加入了实用的输出保护电路.既实现了220V输入、12V/60W输出的功能,又大大提高了电子变压器的性能,达到了IEC制定的技术标准.通过理论和实验分析,证明了该设计的优点,并给出了元件参考参数.     

一种新型的隔离型ZVS Boost变换器研究

提出了一种新型的隔离型ZVS Boost变换器电路，该电路将两个相移 控制的Boost变换器通过变压器隔离输出，利用LCD电路实现功率管的零电压关断，具有变压器结构简单，输入电流纹波小，效率高等优点。分析了电路的工作原理，给出了电路的参数设计方案。28V输入，48V输出，300W实验样机效率达到了92.4%。     

48V输入电压调节模块的现状及未来

分析了48V输入电压调节模块(VRM)设计的难点，系统地介绍在主电路拓扑选择、同步整流器选择、输出滤波器的设计中应遵循的原则。同时简要讨论了VRM设计时在电路布局、控制环设计及变压器设计时应注意的问题。     

高电压宽范围输入低电压输出的DC-DC辅助电源设计

高电压宽范围输入的DC-DC辅助电源技术是中高压、大容量电力电子变流系统的关键辅助技术。基于双管反激电路,本文设计了一个高电压宽范围300~2 500V输入,低电压24V输出的DC-DC辅助电源样机,并给出了电源详细的设计方案。相比传统辅助电源,设计的辅助电源启动支路在电源工作后可自动断开,实现了电源输入电压范围更宽目标;电源主电路由变压器隔离,控制、反馈电路由辅助绕组供电,确保了电源输入/输出高电压隔离;开关管驱动电路采用带耦合电感的脉冲变压器,满足了驱动信号高压隔离和同步驱动要求。此外,计算电源效率的结果表明,双管反激辅助电源更适合高电压输入场合。最后,进行了相关实验,结果验证了所设计的高电压宽范围输入的DC-DC辅助电源方案可行性和正确性。     

单-双极运行方式转换直流电力电子变压器的启动策略研究

直流电网技术的各类场景,均存在实现各类功能的直流型电力电子变压器。分布式/集中式的新能源电站自身的单极性直流输出,与外部连接的双极性电网之间,需要一种专用的单-双极运行方式转换直流电力电子变压器,用以匹配两者运行方式的差异。本文基于双向有源全桥电路,给出一种应用于该场景下的具体实现方案。在分析其电路拓扑、工作原理、控制策略基础上,设计出一套功率30k W,输入150V转换为±150V的单-双极运行方式转换直流电力电子变压器。针对不同的工况下外部条件不同以及控制目标差异,对变压器启动过程进行研究,并设计相应的启动控制策略。仿真与实验结果均证明了理论分析的正确性和有效性。     

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。     

航天器用二次电源优化设计与最坏情况分析

针对航天器用二次电源电路设计的特殊要求,采用反激拓扑主电路,并设计了输入欠压保护电路、输入/输出过压保护电路、输入限流保护电路。考虑高低温对电路三极管β值的影响,通过参数扫描分析对输入欠压保护电路元器件进行了参数优化。考虑元器件初始偏差、温度老化等对电路元器件的影响,对DC/DC电路进行了最坏情况分析,采用saber软件进行了仿真,仿真结果表明:设计的二次电源电路输出电压更加稳定且满足(13.6±0.2)V的波纹要求。     

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。     

Buck与推挽级联式DC/DC变换器的研究

介绍了Buck与推挽级联构成的级联式电流反馈推挽DC/DC变换器。由于推挽级开关管和输出整流管电压应力小,且与输入电压无关,因而极适合宽输入电压范围,并有利于变换器的优化设计。分析了该变换器的工作原理,给出了变换器的主电路、控制电路及变压器的设计,最后给出了输入36～72V,输出5V/50W的样机实验结果。     

一种双变压器串联谐振软开关推挽电路

针对输出电压与输入电压之比较高的推挽变换器,提出一种双变压器串联谐振软开关推挽电路,以提高其效率。两个推挽变换器的变压器次级串联,并且实现串联谐振软开关。给出了其电路构成及工作原理,推导分析了该电路的工作过程。在此基础上,对该电路与单变压器串联谐振软开关推挽电路作了比较研究。最后研制了12V输入、360V输出、200W功率的DC/DC变换器。通过实验证明,该电路具有较高的效率。     

多路独立输出隔离直流电源的故障保护研究

随着电子设备的不断复杂化,多路输出电源需求加大,但传统的多路输出电源往往存在拓扑与控制策略复杂、辅路输出电压供电质量较差等问题。提出一种新型的两级式多路输出电源,并针对负载端的过载故障与输入端的掉电故障研究相应的保护电路。电源前级LLC谐振电路实现电压的隔离转换与输出稳压控制,后级多路功率开关电路实现输出通道的扩展,并实现每路输出的独立控制与独立过载保护。此外,研究励磁电感可变的变压器,通过变电感控制有效增长电源掉电保持时间。最后,设计一台28 V输入、5路15 V输出的75 W直流电源,搭建实验样机验证了理论分析的正确性。     

一种新型简易电动自行车充电辅助电路的设计

利用振荡电路将市电220V整流、滤波后,形成约311V的直流电压,加入开关变压器与各元器件形成一个振荡周期,周而复始形成一个自激式电路,稳压输出44V对电池进行充电,同时本电路具有电压保护电路及灯光指示充电状态的功能。     

输入并联输出串联有源箝位电流型半桥研究

针对能馈电子负载低压大电流输入、高增益和输入电流纹波小的要求,这里提出了输入并联输出串联(PISO)有源箝位电流型半桥电路。该电路可实现所有开关管的零电压开通,控制简单,同时增大了输入电流容量,减小了输入电流纹波,实现了输出电压倍压。这里给出了在能馈电子负载应用中变换器的变压器匝比、漏感、次级整流方式和输入电流恒流控制的设计方法。最后,设计制作了一台1 V输入、48 V输出200 W实验样机。实验结果表明,该电路在低压大电流输入情况下工作稳定,满足能馈电子负载的要求。     

优良综合性能的正激式高频环节交－交变换器

新颖的正激式高频环节交-交变换器,是实现新型电子变压器、正弦交流稳压器和交流调压器的关键技术基础,其电路结构由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成,能够将一种不稳定的劣质交流电变换成另一种稳定、优质的同频交流电,具有高频电气隔离、拓扑简洁、两级功率变换(LFAC-HFAC-LFAC)、双向功率流等优点。研究了该类变换器的电路结构与拓扑、控制策略,给出了关键电路参数设计准则。设计并研制成功的1kVA220V±10PHzAC/110V50HzAC正激式高频环节交-交变换器工程样机表明,该类变换器具有输出波形质量高、变换效率高、功率密度高、网侧功率因数高、负载适应和过载能力强、音频噪音低、体积重量小等优良的综合性能。     

基于TOP227Y的多输出单端反激式开关电源设计

开关电源因其功耗以及体积等方面的优势在各行各业得到了广泛应用。介绍了一种多路输出单端反激式高频输出开关电源的设计,开关电源以TOP227Y芯片和高频变压器为核心,用单端反激式作为电路主拓扑结构,调制方式为PWM调制,电路输入电压为220 V,输出为5 V和15 V两路直流电源。对于设计过程中遇到的问题进行了分析并提出切实解决方法。通过实际测试所得的数据表明,设计的开关电源能够提高电源效率,减小纹波,输出稳定直流电源。     

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%.     

具有APFC功能的AC-DC开关电源设计

设计了一种单相AC DC转换方案,以有源功率因数控制器Ucc28019作为核心,以TMS320F28335作为主控芯片,设计功率因数测量电路,输出过电流保护电路,功率因数调整电路等电路模块,经测试交流输入24 V,带负载输出2 A电流可稳定输出36 V电压,负载调整率SI≤0.5%,交流输入20～30 V变化时,电压调整率SU≤0.5%,功率因数测量误差最大为0.03,具有过电流保护功能,动作电流为2.52 A,功率因数达到0.99。     

车载逆变电源设计

介绍了一种基于宏晶系列单片机的车载逆变电源设计方法。该电源以单片机STC12C5A60S2为主控芯片,以12V蓄电池电压为输入,通过升压与逆变两个功率变换环节得到220 V、50 Hz的正弦交流电。在升压环节,采用推挽拓扑结构利用高频变压器进行隔离升压,结合直流母线电压负反馈电路,避免了直流母线电压的过压出现;在逆变环节,采用正弦脉宽调制技术,根据输出电压实时更新占空比,确保输出电压处在设定范围之内。并且还对电池电压检测电路、输出电压检测电路、输出电流检测电路、桥臂短路保护电路进行了设计,并研制了实验样机。实验结果表明,该逆变电源运行稳定可靠,也进一步验证了系统控制策略的正确性。     

同步整流Flyback电路的一种软开关实现方法

提出了适用于同步整流Flyback电路的一种软开关实现方法,即通过减小变压器激磁电感感量,使流过激磁电感的电流反向,从而达到开关管的ZVS软开关条件。分析了该电路的工作原理,给出了满足软开关条件的参数设计方法。最后设计了一个48V输入、5V/5A输出的电路模型来验证此方案的有效性。     

正激推挽电路的ZCS方案

提出了正激推挽电路的ZCS方案。在次级整流桥后增加辅助谐振网络，实现了电路主开关管的零电流开关(ZCS)。通过理论推导、仿真分析和28．5V输入75V输出DC／DC ZCS变换器的研制证明了该方案的优点。本电路的零电流方案具有通用性，可以应用到其他有变压器隔离的变换器拓扑中。