基于Matlab设计的软开关型APFC电路

将一种改进型软开关电路与Boost电路相结合,组成一种软开关型有源功率因数校正(APFC)电路。软开关型APFC电路的主电路是将输入端的交流变换为直流,并在软开关条件下实现功率因数校正。基于Boost型功率因数校正电路,利用改进型ZVT(Zero Voltage Transition)实现软开关。电路由基本Boost电路和辅助谐振网络2部分组成。电路中的主开关管是零电压开通和零电压关断的,辅助开关管是零电流开通和零电压关断的。在软开关型APFC电路中,选用平均电流控制方式。给出了电路中主要元器件参数(升压电感、滤波电容、辅助电感、辅助电容、采样电阻及输出负载)的选取方式,仿真结果表明,功率因数可达0.9976。     

一种零电压零电流转移斩波电路

为实现一种结构简单,高效,高频,低电压应力,简单控制的软开关升压变换器,提出一种零电压零电流转移斩波电路,并以其在Boost变换器的应用为例分析了其工作原理、软开关实现条件以及该电路的设计方法。仿真和实验结果表明:通过采用两条辅助谐振网络实现了主、辅开关管的软开关;主开关管实现了零电压关断,开关管电压电流应力小;辅助开关管实现了零电流通断,特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合。该软开关设计思想可以推广到其它的基本斩波电路中。     

基于DSP的Boost PFC软开关变换器研究

详细分析了一种新颖的Boost软开关变换器,在传统的Boost变换器基础上加上缓冲元件电感和电容,从而实现开关管的零电流开通和零电压关断。提出了基于DSP的新型控制算法,该算法仅需在一个开关周期内采样负载电流和输入电压来计算占空比,实现功率因数校正(PFC)的目的,控制简单,实时性好。实验结果表明,该新型的变换器工作在软开关模式下,并且实现输入侧的单位功率因数。     

基于全桥PFC高功率因数软开关电源的研究

针对开关电源对电网造成的"污染"和开关损耗情况,设计了一种单位功率因数软开关功能的高频整流器。基于UC2854的高功率因数校正电路使其功率因数接近1,基于UC28950的移相全桥实现ZVS。前级升压斩波电路为后级提供合适的母线电压,通过控制输出电容电压和输入电感电流使电流波形接近正弦波;后级移相全桥电路,采用基于UC28950输出电压外环、滤波电感电流内环控制结构。仿真和试验相结合论证了理论分析的正确性和控制策略的可行性。     

有源箝位软开关全桥Boost变换器

提出一种含有源箝位辅助电路的软开关全桥Boost变换器,其利用电感与电容谐振实现主开关管的零电流开通与零电压关断。有源箝位电路即可抑制变换器工作时可能出现的电压过冲,又可将箝位电容吸收的能量返还回主电路,且箝位开关管以零电压方式开通与关断。输出端采用倍压整流,可以降低变压器匝比。最后利用硬件实验波形验证了所述变换器的有源箝位和软开关特性。     

软开关三电平DC/DC变换电路的发展及分析

介绍了三电平直流变换器的突出优点及其与软开关技术相结合的发展趋势、各发展时期有技术代表性的典型电路拓扑结构及其主要性能特点。针对零电流技术中因引入储能电容而引起的副边高电压应力问题,提出了一种新型的零电压零电流软开关三电平直流变换电路拓扑:通过耦合电感实现电流回零,通过改变耦合电感的变比来方便地设定原边环流置零时间,降低环流损耗,实现内管的零电流关断。实验样机验证了这种电路的主要性能,电压电流实验波形显示了三电平的低电压应力特点和零电压开通、零电流关断的软开关性能。     

一种新型软开关BUCK变换器

磁耦合谐振式无线电能传输采用直流斩波调压控制传输功率,传统的直流斩波电路开关损耗大,因此提出了一种新型的软开关BUCK变换器的改进电路,在电路中添加耦合电感、辅助电感和二极管,可以实现零电流开通和零电压关断。变换器结构简单,便于控制。介绍了电路工作原理和过程,设计了电路参数,进行了仿真和实验研究,最后给出了仿真和实验波形。     

倍流整流三电平零电压软开关三相高功率因数整流器

提出一种新型的具有倍流整流的三电平零电压软开关三相高功率因数AC/DC变换器电路,该电路入端电感电流工作在DCM方式,以便实现高功率因数,输出滤波电感工作在CCM方式.与普通零电压三电平变换器比较,该电路在整个负载范围内更易实现功率管的零电压开关,无占空比丢失和二次侧电压尖峰.本文分析了电路工作原理,给出了高功率因数与电路参数的关系曲线,推导了电压增益公式和入端电感与输出滤波电感的设计公式,最后给出了实验结果.     

高效率准谐振Buck变换器设计与研究

电感电流临界连续工作模式(BCM)Buck变换器,在电感电流下降到零时,输出滤波电感和开关管并联电容谐振即准谐振(Quasi Resonant)(QR)。在开关管两端电压谐振到零的时候开通开关管,则可以实现零电压零电流开通(ZVS/ZCS)。本文通过详细分析输出电感与开关管并联电容的谐振过程,得出开关管两端电压为零的时间,并且通过设计延时电路,以保证输入电压变化时依然能够实现零电压和零电流开通(ZVS/ZCS)。在开关管关断时由于开关管两端并联了谐振电容,可近似认为是零电压关断。而且Buck变换器工作于BCM模式时输出滤波电感体积小,动态响应速度变快,二极管自然关断,没有反向恢复损耗。最后设计了一台3kW的原理样机,最高效率可以达到98.7%。     

新型无源无损软开关boost变换器研究

软开关技术能够有效改善功率开关管的工作环境,降低开关损耗,提高变换器的效率。该文分析和实现了一种最小电压应力的无源无损软开关boost变换器。其无源无损软开关电路仪由电感、电容和二极管组成。它利用电感和电容的谐振工作实现能量的传递,并将开关瞬态的能量在个开关周期内转移到负载端,从而实现无源无损软开关。文中对电路的各种工作模态进行了详细分析,并给出了软开关环节中的参数设计方法：250W的样机实验表明,该变换器实现了主功率开关管开通时的零电流开通和关断时的零电压关断,开关管上的电压应力最小,其值与输出电压相等。具有较为广阔的应用前景。     

变频微波炉电源用LLC谐振变换器

研制了一款专为变频微波炉中磁控管供电的高频软开关电源。采用倍压输出式LLC谐振变换器作为该电源的主电路,并用基波分析法建立了其稳态基波等效电路模型;对其直流增益、谐振电流及零电压导通条件等进行了分析,并对高频变压器的电压比、品质因数、励磁电感、谐振电感及谐振电容等核心参数进行了优化设计。仿真和实验表明所建立的稳态电路模型及其理论分析是正确的,给出的谐振网络参数及其优化设计是正确的,这对于分析、研究和改进变频微波炉电源的设计及指导生产具有现实意义。     

一种单级无电解电容LED驱动电路

基于Flyback的单级LED驱动电路的隔离变压器漏电感严重影响了驱动电路的工作效率,同时由于电解电容的存在,缩短了LED驱动电路的寿命。研究了一种带漏电感能量回馈通路的Buck-Boost+Flyback单级PFC驱动电路,利用一个二极管作为变压器漏电感能量回馈通路,消除开关管上的电压尖峰。建立了一定输出功率条件下中间级电容两端上限电压与电容值之间的函数关系,根据关系曲线选取合理的瓷片电容取代电解电容。研制一台输入130~260 V,输出为33 V/150 mA的实验样机验证了理论的正确性。     

HID灯恒功率数字控制的研究

分析了HID灯的启动特性和运行工作特点。传统恒功率控制技术作为一种开关电源控制方法,根据实现方式的不同可以分为模拟和数字两种方式。详细分析了全桥变换器中电感、电容参数值的选择方法,通过仿真分析可知,电感参数值不能选过大,而电容参数值不能选过小,通过仿真确定了参数值的大小。对HID灯进行了数字恒功率控制,其控制思想是当灯点火成功正常运行后,检测负载电压值和电流值,通过调理电路后送给DSP运算电路并计算其功率,再与参考功率进行PI控制,并输出控制信号,然后通过调节开关管驱动信号的占空比实现对输出功率的控制。通过理论分析、仿真和实验结果表明验证了该方法的可行性。     

临界连续模式下高功率LED驱动电源谐振控制方法

针对传统LED驱动电源谐振控制方法电路控制谐波异常导致输出电流过冲、电压稳定控制效果差和时延高等问题,提出了临界连续模式下高功率LED驱动电源谐振控制方法。结合PFC和LLC半桥两种方式,控制LED驱动电源谐振部分的频率变化值,选取开关恒流源,选取FSFR2100集成控制芯片作为控制芯片。在临界连续模式下,计算高功率LED驱动电源电路中电感值、滤波电容,以此为参量依据,设定电路中的电压范围与最小开关频率、输出功率等,校正PFC电路控制谐波。以PFC控制器所计算的电流与电压数据为基础,计算谐振频率值,通过谐振网络部分调整电压增益,确保LED驱动电源开关管实现零电压开关,实现临界连续模式下高功率LED驱动电源谐振控制。实验结果表明,采用该方法进行谐振控制的LED驱动电源,工作效率和PF值分别保持在88%和0.99以上,并且开关损耗低,未出现电流过冲,输入电压与输出电流波形相同,整体控制效果较好。     

航天继电器尖峰电压试验系统的研究

航天继电器被广泛用于电子系统中执行系统配电、信号切换等功能,其控制端须能承受电源系统上耦合的尖峰电压干扰。为了对航天继电器进行尖峰电压敏感度试验,本文利用高速开关器件IGBT和高频电感、电容,设计了一种基于二阶振荡环节的尖峰电压发生器,并采用解析法和蒙特卡罗法分别进行了振荡环节的参数设计和容差设计,同时设计了航天继电器时间参数监测电路,实现了受试航天继电器敏感度试验。结果表明,该尖峰电压试验系统能产生符合GJB 1513规定的尖峰电压,满足了航天继电器尖峰电压试验要求。     

基于脉冲功率技术的高压电场感应取能设计

针对电力巡线旋翼无人机续航能力不足的问题,提出一种基于脉冲功率技术的高压电场感应取能设计。以巡线无人机机载导体作为悬浮电极,在电力线与架空地线之间高压电场中储存感应电能,级联气体自触发开关和电感,并与架空地线构成取能回路,悬浮电极击穿开关气隙对地放电。随气隙放电发展,悬浮电极与电力线、架空地线间分布电容将迅速分压,抑制放电,使气隙间无法形成电弧,而转为高频流注脉冲放电,激发回路高频电磁振荡,通过电磁互感实现电场感应电能输出。文中详细介绍了脉冲功率电场感应取能设计及抑制放电原理,分析取能等效电路并建立了放电脉冲取能模型,在实验室环境下进行物理平台搭建与测试,实验结果证明设计可行。     

新型UPS用无损软开关Buck-Boost变换器研究

针对不间断电源(Uninterruptible Power Supply,简称UPS)放电系统中硬开关直流变换器开关损耗严重的缺点,提出一种新型基于Buck-Boost变换器的无源无损软开关放电电路结构.通过电感、电容及二极管构成的缓冲电路实现功率开关管上能量的转移与回馈;探讨了该拓扑的控制过程及工作模态,分析了各开关...     

Boost DC-DC电路的启动性能分析

针对3个典型(单、双和三电感)升压电路的启动性能分析问题,应用PSIM仿真软件,调整3个重要影响参数(电感、电容和电流放大倍数),在获得稳定输出电压前提下,记录输出信号延迟和电路功耗的仿真数据,绘制三维图(电感/电容,电流放大倍数,延迟)和功耗延迟关系图,从中获得电路启动延迟性能和电路功耗折中考虑的最优区域。     

ZVS半桥变换器的磁集成研究

为了减小高频时开关电源的开关损耗,提高变换器的效率和比功率,对传统的半桥变换器进行改造,增加谐振电感和谐振电容,通过谐振电感对并联在开关管两端的谐振电容的充、放电来实现开关管的零电压开关。为了减小开关电源中磁件的数量和体积采用平面磁集成技术将分立的谐振电感和变压器集成在同一个平面磁芯上。重点分析集成后ZVS半桥变换器的工作原理,研究谐振电感和变压器的集成方案。通过仿真和实验结果证明该方案的正确性和可行性。     

寄生电感对于功率MOSFET开关特性的影响

分散在MOSFET栅极、源极、漏极的寄生电感由于封装以及印制电路板（PCB）走线,改变了MOSFET的开关特性。通过仿真分析对比,指出MOSFET寄生电感存在如下特性：源极电感对栅极驱动形成负反馈,导致开关速度变慢,采用开尔文连接,可以将栅极回路与功率回路解耦,提高驱动速度;在米勒效应发生时刻需要合理地降低栅极电感来降低栅极驱动电流;漏极电感通过米勒电容影响MOSFET的开通速度,在关断时刻导致电压应力增加;在并联的回路当中,非对称的布局将导致MOSFET之间的动态不均流;当MOSFET在开关过程中,环路电感与MOSFET自身的结电容产生振荡时,可以在电路增加吸收电容减小环路电感,改变振荡特性。