基于耦合电感消除占空比丢失的模块型全桥光伏变换器

在模块型光伏变换器中,将耦合电感引入到变换器的移相全桥电路的倍压整流侧。在DC/DC级,先分析了耦合电感的数学模型,以及引入耦合电感后变换器的开关模态。重点分析了耦合电感对循环电流的影响,即耦合电感不仅通过耦合作用快速消减原边循环电流进而减少占空比丢失,还能保证DC/DC级移相全桥电路倍压整流侧输出的经SPWM环节调制的工频正弦半波电压的滤波效果,并能实现移相全桥电路超前臂零电压开关。在DC/AC级,经工频逆变桥输出交流电。最后,通过120 W实验样机验证了引入耦合电感后变换器的功能特性,变换器控制简单,并能有效减少占空比丢失引起的谐波含量,进而保证输出电能质量。     

4 kW电动汽车车载充电机的研究与实现

研究分析了电动汽车车载充电机的基本原理,提出了采用两级变换结构的车载充电机设计方案。前级变换器采用Boost型有源功率因数校正电路,以提高功率因数和减小总谐波失真;后级变换器采用移相全桥零电压开关逆变电路,以实现电气隔离和DC/DC转换。依据此方案设计一款4 k W车载充电机,样机测试结果表明:前级Boost型有源功率因数校正电路功率因数大于0.99,总谐波失真不超过4.5%;后级移相全桥零电压开关逆变电路满载效率大于95%,并提供宽的输出电压范围。     

基于移相全桥的两级式交错并联DC/DC拓扑研究

针对电动汽车的快速、安全、高效充电等热点问题,提出了并联型DC/DC全桥与降压型变换器拓扑相结合的控制策略,利用移相全桥控制技术和交错并联控制技术,实现高频磁隔离功能,提高电流控制性能,提升整个系统效率.详细介绍了两级式DC/DC变换器的拓扑结构和工作原理,前级移相全桥电路通过移相控制实现软开关功能,并降低开关损耗,而后级降压电路可以实现闭环控制,输出固定电压.由此表明交错并联技术能够使输出电流纹波得到有效抑制,从而输出更高功率.本系统基于TMS28335进行软件设计,研制出一台最大输入电压为700 V,输出电压为250～550V的5 kW变换器,验证了所提出控制策略的可行性.     

280W移相全桥软开关DC/DC变换器设计

移相全桥变换器是最常用的中大功率DC/DC变换电路拓扑之一,它利用开关管的结电容和原边串联电感作为谐振元件,使开关管能进行零电压开通和关断,但传统移相全桥变换器输出整流二极管的反向恢复会引起电压振荡,二级管上存在很高的电压尖峰。280W移相全桥软开关DC/DC变换器采用了一种新的拓扑结构,在变压器原边加了2个箝位二极管,在实现开关管零电压开通和关断的同时,有效地抑制了电压振荡,消除了电压尖峰,减小了输出整流二极管的电压应力。分析了主电路的工作原理,给出了主电路参数和实验结果。     

一种混合调制型三路输出DC-DC变换器

提出一种基于LLC谐振电路和移相全桥电路的混合调制型三路输出DC-DC变换器,根据LLC谐振电路与移相全桥电路不同的调制原理,采用脉冲频率与移相混合的调制方式实现三路输出的调节。该文提出的变换器可以等效成一个输入并联-输出串联结构的LLC谐振电路和两个移相全桥电路,由于LLC谐振腔的存在,开关管可以在全负载范围内实现零电压软开通;移相全桥电路的辅助电感无需特别设计,可以减小由辅助电感引起的占空比丢失的问题。本文对提出的变换器的工作原理与工作特性进行了详细的分析,并通过一台输出功率1.4kW的原理样机,验证了所提出变换器的有效性。     

直流回馈型直流电子负载的设计与研究

针对机车电源测试时用模拟负载造成能量浪费的情况,设计了一种将测试能量回馈到电源直流输入侧的能量回馈型电子负载。该电子负载由升压斩波电路和移相全桥电路级联组成。前级升压斩波电路采用单电流环控制结构,单周期控制方式,通过控制输入电感电流模拟直流电源的输出特性;后级移相全桥电路采用输入电压外环、输出电流内环的双闭环控制结构,比例积分控制方式,通过高频逆变实现输入与输出的电气隔离,并将能量高效率的回馈给测试电源的直流输入侧,使测试能量被循环使用。通过8 k W实验平台的仿真与实验,验证了设计的可行性,结果表明电子负载能节约超过80%的测试电能。     

一种采用倍流整流的移相全桥ZVZCS直流变换器

常规的移相全桥ZVS控制的变换器,滞后臂较难实现ZVS,同时换流时的环流也会降低变换器的效率.另外,传统的输出全波整流设计,其大电流增加了输出滤波电感和变压器的体积以及整流管上的电压应力,这不利于用在低压大电流输出场合.为此,针对较高输入电压的光伏发电系统,提出了一种适宜于应用在低压大电流输出场合的倍流整流移相全桥ZVZCS变换器拓扑结构,实验验证了电路结构的正确性,并能应用在蓄电池控制器主电路中.     

峰值电流控制在移相全桥变换器中的技术研究

主要讨论了峰值电流模式控制的斜坡补偿原理和意义,设计了移相全桥零电压开关控制电路中的斜坡补偿电路最后结合模拟控制芯片UC3875设计了实验电路,并给出了实验结果.实验结果表明,峰值电流控制在移相全桥电路中有良好的应用效果和很高的实用价值.     

基于零矢量嵌入的双向隔离型AC-DC矩阵变换器分段同步控制策略

针对双向隔离型AC-DC矩阵变换器,提出一种基于零矢量嵌入的分段同步控制策略.其中,前级3-1矩阵式变换电路采用对称双线电压调制法,以提高电压传输比;后级全桥电路采用互补控制,简单易实现;前后级电路之间分段同步,并通过在前级电路中嵌入零矢量以实现能量的双向传输.仿真和实验结果表明,网侧电流三相平衡正弦,功率因数接近于1,输出电压和电流平稳,纹波小,且电感电流峰峰值随直流侧电压增加呈先减小后增大的趋势,当nU o=3 U i时,电感电流峰峰值最小,即电流应力最小.由此可见,采用该文提出的控制策略可实现双向隔离型AC-DC变换器能量的双向流动,保证了良好的输入输出性能.通过与传统控制策略的仿真与实验对比,采用所提出控制策略的双向隔离型AC-DC矩阵变换器在较低输出电压范围内具有更小的电感电流应力,有助于降低器件损耗,提高变换器效率,并提升系统可靠性.     

基于半桥LLC谐振的单级AC-DCLED驱动电路研究

针对传统两级AC-DC的LED驱动电路,研究1种带有高功率因数(PFC)单级AC-DC的LED驱动电源并介绍其工作原理。该单级AC-DC变换器是由前级PFC电路的Boost电感电流工作在断续模式,后级半桥LLC谐振电路经全桥整流输出脉冲电流驱动LED负载,同时集成两级电流为一级,实现电路高功率因数和稳定的输出波形。最后通过Saber仿真结果,验证了电路的可行性。     

双向全桥DC-DC变换器基于电感电流应力的双重移相优化控制

通过分析双向全桥DC-DC变换器采用单移相和双重移相控制的工作原理,推导出了两种控制方式下变换器电感电流应力与传输功率、输入与输出电压调节比及移相角比之间的数学关系。为了有效降低变换器电流应力,针对不同的传输功率及电压调节比,通过寻优求得使电感电流应力达到最小的最优移相角。据此提出一种双向全桥DC-DC变换器双重移相优化控制策略,在实现输出电压闭环控制的同时使变换器电流应力达到最小。采用该优化控制策略,双重移相控制的电流应力始终小于单移相控制,并且当变换器工作在轻载且电压调节比较大时,该优化控制策略的优势更加突出。搭建了实验样机,对理论分析进行了验证,并与传统单移相控制进行了对比。实验结果验证了所提出最优控制策略的有效性与可行性。     

全桥升压型高频环节AC/AC变换器

首次提出了全桥升压型高频环节AC/AC变换器电路拓扑,它是由储能电感、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.深入分析研究了这种变换器的稳态原理与移相控制策略,获得了输出电压、储能电感电流、高频变压器匝比、储能电感、输出滤波电容等关键电路参数的设计准则.理论分析结果表明,这种变换器具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、两级功率变换(LFAC-HFAC-LFAC)、双向功率流、变换效率高、网侧功率因数高、负载适应能力强、负载短路时可靠性高等优点,为优良性能的正弦交流稳压器、调压器、电力电子变压器和同频波形变换器奠定了关键技术基础.原理实验结果证实了这种变换器的可行性.     

一种新型城轨车辆移相全桥变换电路研究

为了提高传统移相全桥电路在大功率和宽范围输出电压下很难满足半载以下软开关需求,以及电路损耗高的问题,设计了一种新型移相全桥变换电路,即在最难实现软开关的滞后桥臂并联辅助电流源网络,改变移相全桥电路的工作模态,使滞后桥臂在宽范围负载下仍可实现软开关,同时降低电路损耗。对所设计的电路进行仿真和损耗分析,新型移相全桥电路可满足在输出电压77～137.5 V下19%～100%额定负载的软开关需求,相较于传统电路软开关范围提升约15%,同时在软开关范围内,新型移相全桥电路开关器件效率大于96.3%,证明了设计方案的合理性。     

基于TMS320F28027的数字控制移相全桥DC/DC变换器设计

采用数字控制是未来电源的发展趋势。利用TI公司数字电源控制芯片TMS320F28027,设计了采用峰值电流控制的移相全桥零电压DC/DC变换器。采用原边加入钳位二极管和谐振电感的移相全桥主电路,简述了其抑制输出整流管电压尖峰的工作原理。在Matlab/Simulink环境下对建立的峰值电流模式控制系统模型进行了仿真,并设计了一台1.2kW的样机。仿真和实验结果表明,电源设计方案可行。     

25kV高精度直流负高压源设计

介绍了一种用于工业分析的高精度直流负高压电源,电源输出电压25 kV,最大输出电流100 mA。电源通过BOOST电路校正功率因数和调节电压,用移相全桥把直流电逆变成高频方波,然后经高频变压器升压后倍压整流得到直流高压。用特殊材料和工艺设计制作的高频高压变压器解决了分布参数影响和绝缘耐压等难题,满足了高频高压和大功率输出的需要。实验运行表明:该装置输入功率因数高、输出电压稳定、纹波系数小。     

单相有源功率因数校正电路的设计与仿真

有源功率因数校正(APFC)技术成为抑制谐波电流、提高功率因数的有效方法。研究了APFC的原理和方法,通过采用Boost型DC-DC变换器作为功率级,UC3854芯片控制脉冲宽度调制器(PWM)的占空比,并直接驱动MOSFET,使输入电流跟踪输入电压,使输入电流与输入电压接近同相位,以提高功率因数。根据设计目标要求对1.2kW400V平均电流控制的单相Boost型APFC电路的主电路及UC3854外围电路参数进行了设计和计算,使功率因数达到了0.9984,并在Orcad环境下进行仿真研究,取得了理想效果。     

基于UC3854的Boost型APFC电路优化设计

设计了一种基于UC3854控制的单相Boost型有源功率因数校正(APFC)电路,并针对传统APFC主电路中存在的冲击电流和输出电压纹波大等问题,并为了减小二极管反向恢复产生的冲击电流,对单相Boost型APFC主电路中升压电感进行了优化设计。设计中采用带中心抽头的三点式电感线圈结构,并在输出端采用脉动补偿的方法,以减小输出电压纹波。实验结果表明,优化后的单相Boost型APFC电路完全能够达到整流、升压、稳压、高输入功率因数、低纹波的目标。     

单相Boost功率因数校正器的优化设计

介绍了传统单相功率因数校正器的原理,分析了其主电路在应用中因二极管反向恢复产生的电流冲击与纹波噪声等问题,提出了一种带中心抽头电感的斩波升压功率因数校正电路。针对由UC3854控制的功率因数校正(PFC)电路中存在的尖端失真、输出电压飘升等问题,给出了相应的解决方案。同时,还设计了UC3854的引脚保护电路和电流放大器的箝位电路。仿真与试验结果表明,优化后的Boost功率因数校正器性能可靠,功率因数可达0.99,而且可与当今通用的PFC控制电路兼容。     

移相全桥和LLC技术在电推进PPU上的应用对比

分别采用移相全桥和全桥LLC设计了离子电推进电源处理单元(PPU)屏栅电源模块.针对恒流启动、打火保护、负载调整率等特性开展了设计和实验验证.得出移相全桥变换器应用在PPU设计显著提高了效率,但整流二极管和变压器绕组的电压应力较高,限制了单模块能够输出的最大电压;全桥LLC变换器消除了输出端滤波电感和箝位电路,降低了绝...     

基于移相全桥的三相四线PFC变换器的理论和实验

该文基于移相控制全桥技术，提出一种三相四线功率因数校正AC／DC变换器。把中线接到全桥的滞后臂，利用交流输入电感的能量改善全桥滞后臂的软开关，而不需要附加其他元器件，因而不引起占空比损失。该boost型变换器在较低应力下工作，因此更利于提高功率因数。输出有高频变压器隔离。利用二重Fourier级数分析了交流输入电流的频谱，设计了交流输入滤波器。制作了一台样机以验证理论分析。