无线电能传输零电压开关角跟踪和动态电容补偿矩阵复合控制策略

为了保证动态无线电能传输(DWPT)系统工作于较高的电能传输效率和传输功率,减小由于系统参数变化导致的传输功率和传输效率的下降。该文提出一种零电压开关角(ZVSA)跟踪和动态电容补偿矩阵(DCCM)相结合的无线电能传输系统频率跟踪控制策略。采用电流传感器来获取谐振电流的相位,并利用处理器产生的参考信号来测量谐振电流的相位。微控制根据频率漂移的程度计算补偿电容的大小,粗略地将自然谐振频率调至85 kHz,然后系统自动跟踪谐振电流相位,对谐振频率精确跟踪。该方法通过直接对相位检测电路输出的直流信号进行采样,轻松地获取高频电流的相位,大大降低了对微控制器的占用。该文提出的控制策略和系统结构结合了模拟电路和数字控制的优点,不仅对系统参数变化有高动态响应,而且极大地节省了处理器资源。

MOS半桥驱动电路中的续流电容和零电压开关设计

阐述MOS半桥驱动电路的原理,分析死区时间和续流电容在MOS半桥驱动电路中的应用,探讨零电压开关技术的在MOS半桥驱动电路中的重要性、零电压开关技术在设计中的基本原则。

磁耦合无线电能传输系统宽范围零电压开关实现方法

在磁耦合无线电能传输(MC-WPT)系统中,由于磁性材料和金属材料的存在,气隙变化会导致线圈自感和互感发生变化,这在小气隙应用中尤为明显。该文提出一种考虑线圈参数和负载变化的宽耦合范围零电压软开关(ZVS)实现方法。该方法使用移相调制(PSM)实现了系统的恒流/恒压(CC/CV)输出。通过优化线圈结构和补偿参数,自感变化转变为有利的可变输入阻抗,从而显著地拓宽了ZVS运行范围。同时,系统无功电流降到最小。为了验证所提方法的有效性,搭建一套250 W的实验装置,实验结果表明,在气隙变化范围10~60 mm,最大自感变化范围32.88~23.84μH,最大互感变化范围19.13~6.05μH内,系统实现了最小无功电流下的宽耦合范围ZVS运行,且具备CC/CV输出特性,峰值效率达到92.5%。

直流微网混合式零电压开关直流断路器

随着分布式电源技术的发展,直流微网是未来发展的新方向,应用于直流微网快速保护的直流断路器是推动微网发展的关键技术。为此根据直流微网的保护要求提出了一种快速保护的混合式零电压开关(ZVS)直流断路器总体方案,设计了混合式直流断路器的结构和控制系统,并对其关键技术:基于快速斥力机构的真空开关,IGBTs并联技术和限压技术展开了研究。最后基于Mayr电弧模型和真空开关电弧电压建立了ZVS混合式直流断路器的仿真模型,仿真得到了混合式断路器的电流转移特性和开断配合特性。最后根据研究结论,综合得到了400 V/2 500 A开断电流10 k A,闭合时间200μs,开断故障电流时间<2 ms的混合式直流断路器总体方案。

可控硅零电压开关减噪原理及实现

工业现场电器开关的闭合、关断通常会引起高频振荡 ,给控制带来不利影响 ,而在交流电压为 0时 ,进行开、关操作则不会产生高频干扰 .针对工业现场这一情况 ,笔者设计了零电压开关控制电路 ,并利用单片机中断功能准确查找交流电压为 0的点 .这种抑制噪声的方法电路结构简单、效果明显 。

零电压开关脉宽调制推挽三电平变换器

传统的推挽变换器存在着一些固有的缺点,诸如开关管的电压应力高、难以实现软开关等,限制了它的应用范围。该文提出了一种零电压开关PWM推挽三电平变换器,该变换器中开关管的电压应力为输入直流电压。该变换器采用移相控制,所有开关管实现零电压开关。文中讨论了超前管和滞后管实现ZVS的异同,分别给出了超前管和滞后管实现ZVS的条件以及副边占空比丢失的原因及其计算公式,最后通过1个开关频率为100kHz,额定输入电压为300V、输出功率为540W的原理样机验证了该变换器的工作原理。实验表明,所提出的变换器克服了传统推挽变换器一些固有的缺点,扩大了其应用范围。

一种辅助电流可控的移相全桥零电压开关PWM变换器

提出了一种辅助电流可控的移相全桥零电压开关(Zero-Voltage-Switching,ZVS)PWM变换器,它在传统全桥变换器的基础上加入了由电感和开关管构成的辅助网络,从而可以在宽电压输入和全负载范围内实现一次侧开关管的ZVS。和传统的ZVS技术相比,该变换器实现滞后桥臂ZVS的辅助能量是受负载电流控制的:辅助电感的电流值随着负载电流值的变化而变化,使得变换器在全负载范围内不但实现了滞后桥臂ZVS,还明显减小了辅助网络的导通损耗,优化了电路效率。本文阐述了电路的工作原理,详细地讨论了辅助网络的参数设计,并通过一台1kW/54V,100kHz的样机进行了实验验证。

一种新颖的零电压开关谐振直流环节逆变器的电路分析

作者曾提出过一种新颖的零电压开关谐振直流环节逆变器 ,就该逆变器的动作模式及主电路的电压、电流的瞬态过程进行了分析 。

零电压开关三电平Buck-Boost双向变换器

针对非隔离型三电平Buck-Boost双向变换器,提出一种零电压开通(ZVS)实现方案。该方案在不添加任何辅助元件的情况下,可使非隔离型三电平Buck-Boost变换器的所有开关管在全负载范围内实现ZVS,提高变换器的效率。此外,利用异相控制、电感电流倍频降低电感的体积,提高功率密度。首先对实现ZVS的工作过程进行分析,并且分析反向电流IR对软开关的影响;然后推导出死区时间和开关频率表达式;最后搭建实验样机,通过Buck模式和Boost模式的实验来验证该方案的正确性和有效性。

互补控制的有源钳位型零电压开关功率因数校正器

分析了一种改进的零电压开关功率因数校正(PFC)变流器,并给出了优化设计方法。有源钳位Boost变流器中,可以通过一个辅助开关管,一个很小的辅助电感和一个钳位电容实现所有开关器件的零电压开通。通过增加一个很小的辅助二极管VDc,钳位升压二极管上的电压振荡,降低了有源钳位Boost变流器中升压二极管的电压应力。根据优化设计结果,制作了一台功率为500W的PFC样机,输入为90～265VAC的全球电网电压范围。样机在90VAC输入时的效率为95.5%。

改进型零电压开关PWM三电平直流变换器

该文介绍了改进型零电压开关脉宽调制三电平直流变换器(ZVS PWM TL 变换器),该变换器是将传统的 ZVSPWM TL 变换器的变压器和谐振电感位置互换,使得变压器与滞后管相连。改进后的变换器箝位二极管在一个周期中只导通一次,同时零状态谐振电感电流较小,有利于提高变换器的效率,占空比丢失也减小。该文详细分析了该变换器的工作原理。为了防止变压器直流磁化,一般在变换器中加入隔直电容,该文分析了隔直电容与变压器或谐振电感串联时对电路工作的影响,确定一种最佳方案,并通过实验验证理论分析的正确性。

零电压开关PWM复合式全桥三电平变换器

该文提出一种零电压开关复合式PWM全桥三电平变换器,其中一个桥臂为三电平桥臂,另一个桥臂为两电平桥臂。三电平桥臂的开关管的电压应力为输入电压的一半,可在宽负载范围内实现零电压开关;两电平桥臂的开关管的电压应力为输入电压,它们利用变压器的漏感来实现零电压开关;该变换器的输出整流电压交流分量很小,可以减小输出滤波器,改善变换器的动态特性;其输入电流脉动很小,可以减小输入滤波器。该文详细分析该变换器的工作原理,讨论参数设计,并且给出实验结果。

加钳位二极管的零电压开关PWM三电平直流变换器

零电压开关PWM三电平直流变换器 (ZVSPWMTL变换器 )利用变压器的漏感和开关管的结电容可以实现开关管的零电压开关 ,但是输出整流管仍然存在反向恢复带来的尖峰电压。为了解决这个问题 ,提出一种新的ZVSPWMTL变换器 ,它在基本的ZVSPWMTL变换器中增加两个二极管 ,消除了输出整流管的电压振荡 ,同时保留基本的ZVSPWMTL变换器的所有优点。分析了这种新的变换器的工作原理 ,并在一个 6 0 0W的原理样机上进行了验证 ,最后给出了实验结果。

用相移零电压开关设计的磁场电源

介绍了一种为雷达高频发射管聚焦线包而设计的磁场稳流电源。这种电源使用了相移零电压开关变换技术 ,减少了开关损耗 ,可获得大于 90 %的变换效率 ,实验样机的额定输出电流为 40 0 A,电压约为 10 V,效率为92 % ,长期稳定度优于 1‰。

一种适用于高压输入的零电压开关双管推挽直流变压器

提出了一种适用于高压输入的零电压开关双管推挽直流变压器。该拓扑用两只开关管串联代替传统推挽电路中的单只开关管,并引入了2只箝位二极管,将开关管的电压应力箝位在输入电压,利用变压器漏感和开关管的结电容实现了开关管的零电压开关。同时副边采用带箝位电容的全波整流电路,消除了采用传统全波整流时副边整流管反向恢复引起的电压尖峰和电压振荡,有效地降低了电磁干扰。该文详细分析了变换器的工作原理,讨论了变换器的输出特性、零电压开通条件和箝位电容的选取,最后在一台2kW的原理样机上进行验证,满载时效率高达95.8%。

对移相控制零电压开关PWM全桥直流变换器的新型理论分析方法

对移相控制零电压开关PWM全桥直流变换器提出了一种新型的理论分析方法,该方法在传统分析方法的基础上,采取将变压器副边整流二极管等效为一个理想二极管和一个理想电容器并联来展开讨论,从而使理论分析波形更好地吻合于实验波形。

加复位绕组的零电压开关PWM全桥变换器

在全桥变换器中引入谐振电感和钳位二极管,可以使开关管在较宽的负载范围内实现零电压开关,并且消除输出整流二极管上的电压尖峰。当钳位二极管导通时,谐振电感被短路,电流保持不变,在开关管和钳位二极管中产生较大的导通损耗,而且如果滤波电感较大,钳位二极管有可能无法自然关断,从而产生较大的反向恢复损耗。在全桥变换器中增加一个复位绕组与谐振电感串联,当钳位二极管导通时,利用复位绕组电压使谐振电感电流快速下降,使钳位二极管电流快速减小到零。复位绕组的引入,不仅减小了谐振电感、开关管和钳位二极管的导通损耗,而且使钳位二极管可靠关断,避免了反向恢复。本文详细分析了加复位绕组全桥变换器的工作原理,并讨论变压器绕组匝比的选择,最后进行实验验证,并给出实验结果。

基于耦合电感的零电压开关同步Buck变换器

在传统同步整流Buck变换器中,主开关管的硬开关和同步整流管体寄生二极管的反向恢复问题会导致严重的开关损耗和电磁干扰(EMI)。为避免上述缺点,提出一种基于耦合电感的新型同步Buck变换器,在全负载范围内实现了所有开关管的零电压软开关。详细分析该变换器的工作原理和特性,同时,采用变频调制方法以减小导通损耗,进一步提高变换器效率。最后,结合变换器的特性给出主电路参数的设计考虑,并通过原理样机实验验证了新型变换器的优点和理论分析的正确性。

零电压开关PWM全桥三电平变换器

该文针对全桥三电平变换器提出了一种新的控制——斩波加移相控制,引入了飞跨电容和钳位二极管,使全桥三电平变换器可以工作在三电平模式和两电平模式,同时实现所有开关管的零电压开关,从而使变换器适应宽范围输入电压的要求,并保持较高的变换效率。由于开关管的电压应力只有输入电压的一半,使该变换器非常适合高压输入的场合。此外,全桥三电平变换器输出滤波电感比传统全桥变换器大大减小,副边整流二极管的电压应力得到了降低。由于变换器的输入电流纹波很小,输入滤波器也得到了减小。该文详细分析全桥三电平变换器在该控制策略下的工作原理,讨论参数设计,并且给出实验结果。

采用辅助谐振网络实现零电压开关的移相控制全桥变换器

移相控制全桥变换器能够实现开关管的零电压开关，但滞后桥臂难度很大。本文提出了电流增强原理，在此基础上，提出了一种新颖的移相控制全桥变换器，它是在传统的全桥变换器中加入了一个辅助谐振网络，来帮助实现滞后桥臂开关管的零电压开关。在文中，对这种变换器的工作原理作了分析，仿真与实验结果验证了该变换器的可行性。