零电压导通、零电压关断单管无线电能传输电源

基于一款新型单管互感耦合式无线电能传输电源,其开关管可同时实现零电压导通和零电压关断。本文介绍了该电源的系统结构,论述了电能传输的工作过程及软开关的控制方式和方法。采用互感模型法对主电路进行了建模,给出了其等效电路,推导了主电路的电压增益,并绘制了电压增益随谐振网络参数变化的曲线。给出了一二次谐振频率的设定方法及二次输出电压的控制方法。对所研究的新型无线电能传输电源进行了软开关实现、功率传输、效率及功率因数等仿真,并制作了一台额定功率为1k W的样机,记录了功率传输过程中软开关及其控制波形,做了效率和功率因数随一次、二次线圈位置变化等实验。仿真及实验表明了所提出的电路拓扑及其控制方法的可行性和正确性。

储能用零电压双有源桥式DC-DC变换器控制策略研究

针对可再生能源并入电网运行的不稳定性问题,以带开关管电容的双有源全桥双向DC-DC变换器为主要研究对象,研究不同控制方式下变换器的特性。重点研究了典型双有源桥结构的变换器在单移相控制方式、扩展移相控制方式以及双重移相控制方式下的不同工作状态,对比各个控制方法下的开关管零电压导通条件与电流应力。通过仿真与实验对上述不同控制方式下的工作状态进行对比分析,扩展移相在保证ZVS的基础上减小了电流应力与开关损耗。

宽增益高效率CLLLC变换器的变频双移相调制策略

在输入电压宽范围变化时,变频调制CLLLC变换器存在开关频率变化范围宽的问题,而移相调制CLLLC变换器难以实现宽范围零电压导通(ZVS)。为了实现宽输入电压CLLLC变换器的高效率,该文提出一种变频双移相调制方法。通过同时调节开关频率、一次侧全桥和二次侧全桥之间的移相角,拓宽CLLLC变换器的增益并提高其效率。采用时域分析法求解变频双移相调制CLLLC变换器的电压增益与谐振电感电流有效值,并分析频率以及移相角对电压增益和谐振电感电流有效值的影响。最后,通过搭建一台100~300 V输入、48 V/400 W输出的实验样机,验证了理论分析的正确性。

基于MATLAB的移相全桥逆变电路软开关逆变器设计

该文基于MATLAB对移相全桥零电压PWM软开关电路进行仿真分析, 通过给出仿真模型的参数并进行数值计算。结果表明,减小谐振电感值而不改变主电路其它参数时,主电路中谐振电感值太小而不满足实现软开关的要求,逐渐向硬开关趋势发展,即当开关管驱动电压为高电平时,其集射极间电压仍为直流侧的电源电压,开关管已无法实现零电压导通。此设计对于软开关的谐振电感的选择有一定的参考价值。 。

基于频域分析的双有源桥串联谐振变换器的设计与闭环控制

为了扩展双有源桥串联谐振变换器(dual active bridge series resonant converter,DABSRC)的软开关范围,提高变换器的稳定性,提出基于频域分析的变换器设计方法并建立其动态小信号模型。通过频域分析得到DABSRC的工作特性,利用工作特性设计变换器的电压增益、品质因数等参数;并针对实际系统中变换器需要闭环控制的问题建立DABSRC的动态小信号模型,为闭环控制的设计提供依据。通过搭建DABSRC的Matlab模型,验证分析方法及闭环控制的有效性。结果表明:基于频域分析的设计方法可以确保DABSRC在不同工况下实现软开关,同时,闭环控制可以显著提高变换器的稳定性。

基于双辅助网络的宽软开关范围高效高频链DC-AC变换器

该文提出一种基于双辅助网络(dual auxiliary network,DAN)的宽软开关范围周波变换类型的高频链逆变(cycloconverter-type high frequency link inverter,CHFLI)电路,简称DAN-CHFLI电路。原边侧采用对称型无源辅助网络(passive auxiliary network,PAN)解决了传统CHFLI电路在空载、轻载及输出电压较小时原边侧开关管无法实现软开关的问题,拓宽了软开关范围,保证了其在任意负载条件下的零电压导通(zero voltage switching,ZVS)。副边侧有源辅助网络(active auxiliary network,AAN)由钳位电容和H桥组成,可以解决漏感与开关管寄生电容谐振造成的电压振荡问题,并辅助周波变换器换流。针对AAN电路,提出一种移相钳位策略:AAN开关管与原边开关管类似,也采用固定占空比方波信号移相调制;且相比原边开关管,AAN开关管延迟导通以实现软开关。文中详细分析了DAN-CHFLI拓扑结构、换流过程、PAN和AAN工作原理及开关管的软开关特性,并设计实验样机验证了理论分析的正确性。

基于Cuk斩波电路的电池组均衡方法

电池均衡技术可有效减小锂电池组串联使用过程中的不一致性。基于此提出了一种使用Cuk斩波电路作为均衡器的新型均衡拓扑,该均衡拓扑使用双层开关选择均衡单体电池连接到Cuk均衡器,同时该均衡器采用零电压导通技术。均衡方案使用单层均衡器实现模组内部单体之间以及不同模组的单体之间均衡能量的同时转移。该均衡方案具有均衡电流连续且波动较小、均衡能量转移效率高等优点。对12节串联的锂电池组进行了充放电均衡实验以及静置均衡对比试验,实验结果表明,该方案可以有效减小单体电池间的不一致性,提升电池组的整体性能。

一种新型车载HID灯电子镇流器准谐振拓扑研究

针对传统车载HID灯电子镇流器工作效率低的问题,提出并研究了一种新型车载HID灯电子镇流器准谐振拓扑。与传统车载HID灯电子镇流器拓扑相比,该新型车载HID灯电子镇流器准谐振拓扑的开关管工作于零电压导通(Zero Voltage switching,ZVS)状态,二极管工作于零电流关断(Zero Current switching,ZCS)状态,实现了高效率功率变换。同时,该新型车载HID灯电子镇流器准谐振拓扑能够快速响应负载变化,简化了DC-DC变换器设计。详细分析了这种新型车载HID灯电子镇流器准谐振拓扑的工作原理及关键参数的设计原则,最后通过实验验证了理论分析的正确性。

一种ZVT高增益多路输入变换器

针对光伏并网发电系统,提出一种新型非隔离型多路输入变换器。该变换器同时具有零电压导通(ZVT)和高增益能力。此处首先以2路输入为例,分析了该变换器的工作原理及性能特点,然后通过拓扑推演,得到了该变换器的n路输入结构。在此基础上搭建了2路输入,输出功率为100 W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。

工作在双移相状态下的隔离式三电平半桥双向DC/DC分析

双向DC/DC具有易实现软开关,功率双向流动,电气隔离,高可靠性以及具有完全对称的配置等特点。文章对一种新的隔离式三电平半桥双向DC/DC拓扑进行了分析,和两电平双向DC/DC对比,发现三电平半桥双向DC/DE拓扑可以更方便的用在高电压环境中,因为每个开关管所承受的耐压只有直流侧电压的一半。文章对该拓扑工作在双移相情况下作了详细的电路分析,并进行了仿真实验,仿真结果证明了结果的正确性。

三相PFC和软开关技术在变频器中的应用

将三相功率因数校正和软开关技术与传统变频器结合,提出了一种新颖的电路结构,在变频调速的同时,改善了电网,降低功耗。前端使用三相双开关PFC电路,结合一种新颖的CCM控制模式,为直流侧提供稳定的电压源,EMI小且适用于大功率,后端的零电压导通电路使用三个辅助开关与LC谐振电路,降低了控制难度以及逆变侧开关的负荷,并通过仿真验证。

基于L6565的准谐振反激式变换器设计方法

为了提高开关电源的功率密度,减小开关电源的体积和电磁干扰(EMI),降低功率开关器件的导通损耗,介绍了一种基于L6565的准谐振反激式变换器。利用功率开关管自身的输出电容与变压器原边电感产生谐振,通过适当的控制实现了开关管的零电压导通。与传统的反激式硬开关变换器相比,它能有效地减小开关损耗,提高变换器的效率。

基于LLC谐振变换的X光机电源设计

LLC谐振变换器具有软开关、高效率和输出电压范围宽等诸多优点,针对目前X光机电源效率低、功率密度小的不足,文中设计了一种基于全桥LLC谐振变换器的X光机电源。建立了全桥LLC谐振变换器电路的基本结构,并分析了LLC谐振变换器的工作原理。在此基础上给出全桥LLC谐振变换器关键参数的设计方法并进行了仿真分析。对试验样机进行实验,结果表明该样机转换效率高、功耗小,实验结果和理论分析一致,故该设计方法可行。

一种单变压器双LLC谐振型变换器

文中提出了一种单变压器结构双LLC网络谐振型变换器。该拓扑实现了Mosfet零电压导通(ZVS),整流二极管零电流关断(ZCS),低整流二极管电压应力以及宽范围调压,变压器两个原边绕组同时工作。这种工作模式能够有效地均分励磁电流,降低变压器的设计要求,减小了变压器的尺寸,同时还能减小原边绕组的有效电流,从而减少变压器的铜损。两个串联LLC谐振网络互差半个开关周期工作。输出侧采用全波整流方式,因此整流二极管电压应力为输出电压。由于副边无需电感,因此,设计中可进一步减小变换器尺寸。最后,通过仿真和实验,验证了理论分析的正确性,变换器满载效率可达95.8%。

基于Boost-class E变换器的高升压比S.E.L驱动电源设计与研究

针对采用智能电致发光(S.E.L)技术的交通标识电源输入电压低及驱动电压频率高、幅值大的问题,提出了一种基于带软开关的Boost电路与E-class电路级联的高升压比高频逆变驱动电路。利用S.E.L材料在驱动频率下高阻抗特性,采用带电流源特征的E-class变换器,实现对负载两端电压的提升。所提变换器在满足负载所需驱动频率及驱动电压时,可同时实现两级变换器的零电压导通。最后,通过一台升压比为14的样机验证了分析的正确性。