适用于高压宽范围输入的交错串并联正激变换器

面向中高压-宽电压范围输入、高可靠性中大功率变换应用,提出一种交错串并联正激变换器。变换器由两个低压桥臂和一个高压桥臂构成,3个桥臂形成两个正激单元。其中,低压桥臂开关器件电压应力为输入电压的一半,高压桥臂的电压应力等于输入电压。该变换器继承了双管正激变换器可靠性高、电压应力低、效率高的优点,同时开关管的最大占空比可以达到0.67,是传统双管正激变换器最大占空比的1.33倍,因此可以适应高压、宽输入范围场合的应用;开关管占空比小于0.5时,高压桥臂开关管可以实现软开关,占空比大于0.5时,低压桥臂开关管可以实现软开关。详细分析变换器的工作原理及特性,实验结果验证了理论分析的正确性。

宽范围输入高位取能电源的研究

宽范围输入高位取能电源是模块化多电平换流器(MMC)子模块的关键组成部分,分析了换流系统中高位取能电源的供电要求,对比不同电路拓扑的适用场合,选用单管反激电路拓扑设计高位取能电源,针对高位取能电源开关管导通损耗较高的特点,设计电源工作于损耗更低的连续模式,并给出了主电路具体设计方案。在理论设计的基础上,研制了300-1 500 V输入/24V输出的高位取能电源,对电源进行了性能测试,给出了不同输入条件下的开关管漏源极电压波形和不同负载条件下输出电压波形,结果表明所提单管反激高位取能电路正确可行,可应用于工程实际中。

LLC谐振变换器的一种宽范围输入设计方法

提出了LLC谐振变换器的一种简化时域增益曲线。在一个开关周期内,将LLC谐振变换器分为两种工作模态,通过建立每个工作模态下的时域状态方程,以及初始条件和边界条件,推导得到LLC谐振变换器的简化时域增益曲线。提出了一种基于简化时域增益曲线的宽范围输入的设计方法,该方法以品质因数Q和电感比h为设计关键要素。最后完成了一台200 W的样机制作,样机在120 V～220 V工作电压范围内均能实现高效率功率变换,实验结果验证了该方法的有效性。

适合地下工作的宽范围输入直流稳压电源的研制

针对矿用电动车在地下工作,环境恶劣,输入电压范围较宽的情况,设计了一款开关电源,主电路拓扑选用结构简单,可靠性高的双管正激电路。文中介绍了其主电路的工作原理,尤其对每种工作模态进行了详细的理论分析,并给出了双管正激电路主要参数的设计。在此基础上,研制了一台交流输入为180V^280V的双管正激变换器。该变换器性能良好,运行可靠,实验结果表明其适合宽范围电压输入并且效率较高,验证了理论分析的正确性。

基于UC3843的宽范围输入转换开关电源的设计

介绍了一种基于UC3843控制的DC/DC模块电源的详细设计过程。重点讨论了宽范围输入(9～48V)模块电源设计,详细介绍了DC/DC模块电源中常用的芯片UC3843的外围电路参数的设计,给出了模块电源中变压器的设计过程及为满足各项性能指标应注意的各种问题。

基于宽范围输入的高效LED驱动电源的设计与研究

首先对高效LED电源驱动的原理进行了详细分析,明确功率因数在电能使用效率和电网污染方面起到的重要作用,随后对驱动电源系统整体架构、控制电路、EMI滤波电路及LLC谐振变换器等LED电源驱动器的设计进行研究分析,从而设计出一个基于宽范围输入的高效LED驱动电源.这样不仅可有效提高LED的使用效率,而且可以大幅度提高LED的使用寿命.

宽范围输入双管正激变换器的辅助供电方法

针对供电问题的分析,提出将buck电路应用于辅助绕组的稳定供电方案。研制一款300V≤Vin≤800V,输出VDC=24V/5A的双管正激变换器。辅助绕组加入buck电路前后供电电压实验结果及分析,验证本方案适合应用于宽范围高输入变换器。

一种宽范围输入电源设计

根据国军标的供电特性要求,机载计算机要求满足直流12V电启动的要求,特别是针对直升机系列产品,电启动是一个很普遍的加电要求,这就要求产品在直流低压12V也能正常工作。根据该要求,本文提出了一种可以直流低压12V正常启动工作的电源模块设计方法。

一种宽范围输入的光伏并网逆变器

根据光伏阵列的特点,介绍了一种适用于宽范围输入电压的光伏并网逆变器.详细的介绍了该逆变器的结构及控制方法,分析了其在单级/两级光伏并网逆变器两种工作模式下切换的原理.搭建了实验样机,实验结果验证了方案的可行性.

具有宽范围输入和高效率的改进型LLC谐振变换器

与传统变频控制LLC谐振变换器相比,定频移相控制LLC谐振变换器具有磁性元件设计简单的优点。但在输入电压和负载宽范围变化时,定频控制LLC谐振变换器存在环流损耗较大引起效率降低的问题。针对以上问题,本文提出了混合模式定频控制的改进型LLC谐振变换器,能够显著地拓宽变换器的电压增益范围,使LLC变换器能够适应更宽范围的电压输入,同时,提高了变换器的效率,且控制结构简单,易于实现。变换器所有开关管均能实现零电压导通(ZVS),副边整流二极管能实现零电流关断(ZCS),且电路环流损耗较小。结合状态平面轨迹模型,对混合模式定频控制的改进型LLC谐振变换器进行了理论分析,推导了电压增益的表达式以及开关管软开关的实现条件;并通过一台120~400 V输入、300 W/48 V输出的实验样机验证了理论分析的正确性。

宽范围输入高效LLC谐振变换器的研究

针对LLC谐振变换器不适合宽范围输入,且在宽范围输入时整个负载范围内效率较低的缺陷,提出一种将可变倍频技术和Burst控制模式相结合的方法。分析了该方法的实现过程,并通过一台300 W的样机验证了其可行性。测试数据表明,该变换器可实现100 V^400 V的宽范围输入;在此输入下,当20%以上负载时效率可达到94.8%~96.5%,当5%~20%负载时效率能达到93.5%以上,当小于5%负载时效率能达到87.8%以上。

电压宽范围输入Boost-Buck电路

针对Buck-Boost电路在某种工作模态下输入电流断续、开关器件电压应力高的问题,给出一种可实现单位功率因数输入、升降压功能、开关器件电压应力固定的Boost-Buck电路。该电路拓扑结合了Boost电路和Buck的特点,具有电路拓扑结构简单、器件应力低、电流检测简单、效率高等优点。达到与BuckBoost电路相同的功能。对电路的工作状态进行了分析,给出相应的控制策略,并对电路效率做出初步计算。仿真与实验结果验证了所提拓扑和控制策略的可行性。

宽范围输入电流馈电DC/DC变换器研究

随着直流配电网的进一步升级,储能电池、燃料电池、光伏发电等设备对较宽输入电压和负载范围的需求日益明显,现有研究已经克服了传统电流馈电隔离变换器的主要缺点并同时适用于宽输入电压范围和宽负载范围应用,但在实际的电力电子设计和实现中,这些研究并未充分利用器件特性,造成变压器、电容器等关键器件利用率较低。基于此提出一种电流馈电双电感谐振型全桥DC/DC隔离变换器。变换器可工作在D<0.5的情况下,使其适用于宽输入电压范围的应用。考虑到电力设备利用率、变压器利用率、感应能需求和直流电容器利用率等主要重要因素,进行参数优化设计。基于3.6 kW实验平台验证该拓扑的可行性,并证明电流馈电双电感谐振全桥DC/DC隔离变换器能够用于宽输入电压范围的场景。

宽输入电压范围的软开关四路均流LED驱动器

为了应对LED的不同输入电压等级应用场合,提出了一种具有宽输入电压范围的四路LED驱动器。该驱动器将Buck-Boost结构集成到全桥网络中,通过不同的开关组合工作在不同的模式,从而获得宽增益。采用无源均流方式实现了四路LED输出均流。由于驱动器的工作特性,开关管无需添加无损缓冲电路即可在全范围内实现零电压开通。详细分析了该驱动器的调制策略、工作原理和性能。最后,搭建了一个69 W的实验样机,实验结果表明该驱动器的输入电压范围为17 V~216 V,均流误差低于3.7%,最大效率可达97.8%。

一种宽输入范围高侧保护控制器电路设计

为满足复杂应用环境下对负载提出的严苛要求,设计一种具有宽输入范围的高侧保护控制器电路,可在正常开/关转换和故障条件下实现对高侧NMOSFET的智能控制。电路采用0.18μm 120 V BCD工艺设计,输入电压工作范围为5.5 V至65 V。在电路芯片中加入保护电路,对上电复位、过压、欠压等进行保护;以振荡器、电荷泵、故障比较器等构成控制电路;为防止芯片误触发关断外部NMOSFET,设计加入故障触发延迟时间电路。仿真结果表明,该电路芯片能够在标准输入电压范围内正常工作,栅源电压大于10.5 V,达到预期设计要求。

宽范围输入反激式开关电源稳定性分析及补偿设计

反激式开关电源一般采用峰值电流与电压反馈相结合的控制模式,系统的稳定性既取决于电流采样信号,也取决于电压反馈信号。本文根据状态空间平均法所建立的数学模型对控制回路进行补偿,设计出了宽范围输入电流控制模式的反激式开关电源控制回路的补偿参数,文中对系统的稳定性进行了详细分析,并给出了实验结果。

一种Boost型宽电压范围输入LLC谐振变换器

传统的桥式LLC谐振变换器不适合宽电压范围输入,且其输入电流断续。为此提出了一种新型的Boost型LLC谐振变换器。通过集成两个交错并联的Boost电感,不仅可以拓宽LLC变换器的增益范围,而且可以显著减小输入电流的纹波,因此该变换器适合用在光伏、燃料电池等可再生能源发电系统中。与传统的脉冲频率调制控制相比,该变换器采用定频脉冲宽度调制控制,励磁电感和Boost电感对变换器的增益特性影响很小,可以简化谐振参数的设计,同时定频控制也有利于磁性元器件和滤波电路的设计。首先介绍了该变换器的工作原理;然后通过时域分析,对该变换器的增益特性进行了深入研究;之后对变换器的ZVS软开关条件进行了详细的分析;最后建立了一台120~240 V输入、24 V/25 A输出的实验样机,实验结果验证了变换器的实用性及理论分析的正确性。

一种具有宽输入电压范围的集成Buck-Boost LLC级联变换器

研究一种集成Buck-Boost LLC（integrated Buck-Boost LLC,IBBLLC）变换器。该变换器适用于宽输入电压范围场合的应用,通过开关管的共用变换器减少了开关管数量。通过采用PWM＋Phase-Shift控制,使得原边各个开关管在全输入电压和全负载范围内均能够实现零电压开通（zero voltage switching,ZVS）。文中首先介绍变换器的拓扑结构及直流增益。其次详细分析变换器的工作模式及前级电感Lb对变换器性能的影响,为变换器参数的选取提供了理论依据。此外,研究变换器的ZVS特性,给出变换器能够实现ZVS的工作区域。最后搭建一台200～450 V输入、14 V/80 A输出的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性及方案的可行性。

一种宽输入范围的双桥LLC谐振变换器

提出一种新型的宽输入电压范围的双桥LLC谐振变换器。该变换器可以看作是由全桥LLC电路和半桥LLC电路共同构成。相比于传统的变频控制,该变换器采用定频PWM控制,励磁电感值对变换器增益影响较小,可简化谐振参数选择过程,且更有利于磁性元器件的设计。变换器在全负载范围内能够实现原边开关管的ZVS开通和副边二极管的ZCS关断。首先详细介绍该变换器的拓扑结构和驱动时序及工作原理,然后对增益特性及软开关进行分析。最后搭建1台120~240 V输入、24 V/20 A输出的实验样机,对理论分析进行验证。

适用于照明和可见光通信的宽输入电压范围的分段式LED驱动电路

当照明与可见光通信(VLC)相结合时,LED及其驱动电路便获得了更宽广的应用舞台。适用于照明和可见光通信的LED驱动电路既需要满足电气照明标准又需要满足通信要求。本文以输入电压自适应的恒定功率照明为主体,提出局部归零开关键控(RZ-OOK)调制的LED电流控制方法,使分段式LED驱动电路在宽输入电压范围内兼具照明和可见光通信的功能。样机的实验测试结果表明:照明模式下,PF值和THD值都符合电气照明标准,而且输出功率可保持恒定;连续少帧VLC模式下,PF值和THD值也都符合电气照明标准,而且输出功率波动较小,适合照明和可见光通信两用;连续多帧VLC模式下,仅PF值符合电气照明标准,而且输出功率波动较大,更适合可见光通信的应用。