实现二次升压功能的Forward和Flyback变换器

为了克服光伏/燃料电池发电系统前级输出电压低,确保光伏/燃料电池在并网前实现高电压增益,介绍了2种组合设计的直流变换器(Boost-Forward和Boost-Flyback)的设计原理。通过Or CAD Pspice软件对其进行建模和仿真,证明了这种设计原理的准确性和用于提高太阳能电池输出电压的可行性。通过对降低输入电流纹波、输出电压纹波和开关管电压应力进行仿真分析,实现电路参数的最优化设计。

一种一次侧控制的Buck-Flyback单级功率因数校正变换器LED驱动电路

本文提出一种一次侧控制的Buck-Flyback单级功率因数校正(FCP)变换器LED驱动电路,分析其主电路的工作原理和一次侧恒流控制策略的原理。它由共用一个开关管的前级Buck变换器和后级Flyback变换器级联而成,前级Buck变换器实现PFC功能,后级Flyback变换器实现DC-DC恒流输出。该LED驱动电路无需使用光耦和二次电流采样电路,仅使用一个开关管和一个控制器,就能够实现高功率因数、高效率、低成本和无频闪。最后设计了一台36W的实验样机验证了理论分析的正确性。

基于反激变换器的电池充电系统设计

以具有结构简单、电气隔离等优点的反激变换器为电池充电电源,分析反激变换器电路的连续和断续模式工作原理,通过设计电压电流双闭环控制方法,实现电池的恒流充电模式和恒电压充电模式,也可实现两种充电模式的切换。实验结果证明了反激变换器的连续工作模式和断续工作模式的正确性,验证了应用于电池充电电源的可行性和有效性,切换时间小于1 ms,电压波动小于1 V。

锂电池双向均衡及模型预测控制优化

为了解决锂电池组内部单体不一致导致的能量利用率低、电池容量衰减等问题,提出了一种基于模型预测控制的双向均衡控制方法。首先,以锂电池单体的荷电状态(SOC)为均衡控制目标,采用带遗忘因子的最小二乘法和扩展卡尔曼滤波法联合估计电池SOC;接着,通过设计双向反激式电路,形成可升降压的均衡结构,并采用模型预测控制优化双向反激式电路的正反向均衡控制状态;最后,通过占空比控制双向反激式电路的均衡电流,实现不同锂电池单体之间的SOC均衡。研究结果表明:采用双向反激式电路和模型预测控制,不但降低了均衡电路控制的复杂程度,避免了传统均衡方法的电池组内部均衡消耗,而且有效提高了均衡可靠性和均衡速度;在动态工况下,基于模型预测控制的锂电池双向均衡控制方法,能快速实现锂电池单体之间的SOC均衡,与传统的比例均衡控制方法相比,均衡时间缩短了68.3%。

基于模糊控制的锂电池组分层均衡研究

传统的电感式均衡电路中要实现电池组均衡,能量只能通过相邻电池慢慢传递而不能在任意电池间转移。这种均衡方式效率低,均衡路径、时间长。为此,提出一种Buck-Boost电路与反激式电路相结合的新型分层拓扑。组内均衡采用双向Buck-Boost电路,使能量仅在相邻两节电池之间转移,因而均衡路径短。组间均衡采用双向反激式电路,通过控制原副边绕组开关管状态,使能量在模组与电池组间相互转移,从而达到电池组均衡。在均衡过程中加入模糊控制策略,动态调节开关管的占空比,以输出合适的均衡电流、提高均衡效率。搭建Matlab仿真模型进行分析。仿真结果表明,所提出的均衡电路相较于传统的Buck-Boost电路在静置和充、放电状态下均衡时间分别缩短约18%、17%和20%。均衡效率的提高对未来电动汽车等多锂电池串联设备的发展有着重要意义。

一种双向无桥有源箝位反激三端口LED驱动电路

面向光伏发电等新能源发电和电网供电等多能源联合供电的发光二极管(LED)照明应用场合,为进一步减小电路器件应力和开关损耗,提出一种有源箝位抑制漏感电压尖峰缓冲的多端口双向LED照明驱动电路,实现网侧供电与光伏发电等多能源供电以适应多种照明场景。详细分析所提电路的工作原理和工作过程,以及所提电路在各种工作模式下的稳态工作特性,设计电路关键参数和进行计算机仿真分析,研制1台交流电网输入电压范围为AC 185~265 V、输出电流为2 A、输出功率为96 W的电路实验样机。所提电路在交流电网供电工作模式下,功率因数可达0.998,总谐波失真最小为4.7%,电源效率满载时最高达87.2%。计算机仿真结果与实验结果验证了所提电路有源箝位方法的有效性。

一种反激式无电解电容LED驱动电路

针对电解电容制约LED驱动电源寿命的问题,提出一种反激式无电解电容LED驱动电路。该电路拓扑由反激电路和辅助电路组成,反激电路用于实现高功率因数及输出恒流,辅助电路由辅助开关管、储能电容和辅助二极管组成,用于平衡脉动形式的输入功率和平直输出功率的差值。详细介绍了所提电路的工作原理,给出了电路关键参数的设计过程,并对电路进行了仿真与分析,最后研制了一台30W的无电解电容LED驱动电源原理样机,实验结果验证了所提电路的可行性。

引信高压反激变换器升压时间动态特性

直列式引信高压电路的升压时间决定了引信的三级解保时间,是引信全电子安全系统的关键指标。通过对引信高压电路中反激变换器的工作过程进行动态分析和建模,推导出输出电压的动态模型,揭示了升压时间的变化规律,为引信高压电路的参数优化设计和闭环控制提供指导。通过Simulink建立引信高压反激变换器的模型,通过仿真验证了动态模型的正确性和升压时间的变化规律,并通过闭环反馈控制来达到升压目标。

多路隔离升降压输出的反激电源设计

随着能量路由器终端设备的发展与应用,需要辅助电源具有升降压和多路隔离输出功能,结合反激拓扑结构的优势,提出了一种多路隔离升降压输出的反激电源.首先,给出了基于准谐振技术的多路隔离升降压输出的反激拓扑结构,阐述了所提变换器的工作原理.其次,阐述了控制电路实现准谐振的方法,给出了升降压高频变压器的设计步骤.最后,研制了实验样机,实验验证了理论分析的正确性和可行性,满足了实际应用的需求.

反激变换器潜电路分析与研究

反激变换器在使用中存在多种寄生参数,极大地降低了其电路性能。从潜电路角度分析了带有寄生参数的反激变换器,研究了其工作模态及工作方式,并通过仿真进行理论验证。研究表明,反激变换器电路中的寄生参数会导致其潜电路模态数量增加,通过调控寄生参数可以降低潜电路的影响,使电路工作在正常模态。

一种反激式开关电源的设计与仿真

为实现小功率开关电源的小型化、高效化和低成本,提出了一种基于电流型PWM芯片UC3842控制下双路输出的反激式开关电源。研究了电源的拓扑结构和工作原理,详细分析了EMI滤波器和整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制电路、反馈检测电路的关键参数和设计过程。利用Saber软件的仿真工具箱搭建了电路闭环仿真模型,模拟反激式电路的环路控制,实现两路直流输出5V/1A和15V/1A,效率高达90%。仿真结果证明了设计的正确性和可行性。

具有最大功率点跟踪功能的双输入反激DC/DC变换器

采用双输入反激DC/DC变换器实现了太阳能电池和市电两种能源对负载的稳定供电,根据各种太阳能电池的特点,提出了双输入反激DC/DC变换器的控制策略:一方面使太阳能电池工作在最优状态,实现输出最大功率点跟踪,提高太阳能的利用率;另一方面当负载变化以及太阳能电池输出能量不足时可以从市电获取足够的能量以保证输出电压的稳定。最后通过仿真与实验,验证了本方案的可行性。

采用UC3844的反激式开关电源反馈回路的改进与设计

介绍了一种基于PWM控制芯片UC3844的反激式开关电源的反馈回路改进设计,详细讨论了新型反馈电路的工作过程及设计方案,采用光耦PC817和电压基准TL431组成反馈网络。该电源性能优良,具有结构简单,稳压效果好,负载调整率高等优点,具有很高的生产应用价值。

基于耦合绕组的锂电池组主动均衡方案研究

针对锂电池组在充放电过程中出现能量不一致的问题,采用传统的Buck-Boost均衡电路和Flyback均衡电路的均衡方法,提出一种可减小电路尺寸、提高均衡速度和均衡效率的基于耦合绕组的新型主动均衡电路。通过对耦合绕组的选择性充放电,会有三种不同的工作模式来实现单体之间的能量转移,并调节PWM驱动信号占空比来提高均衡器的工作效率。在均衡控制策略方面,根据锂电池开路电压(OCV)与荷电状态(SOC)之间的一一对应关系,提出了基于电压和SOC双变量的均衡控制策略,主要是通过电压快速均衡和修正均衡以及SOC均衡阶段同时实现电压均衡和SOC均衡,更加合理地保证电池组动态性能一致。实验结果表明,该方案可以减少电池组的均衡时间,并且降低了能量损耗,提高了均衡效率,使电池组的整体性能达到最优状态。

矿用单轨机车锂离子电池组均衡电路的研究

重点分析了能量转移式均衡控制方法,结合反激式变换原理,改进了矿用单轨机车动力锂电池组的均衡电路。解决了传统均衡控制中的热管理、能量耗散、效率低等问题,使能量可以在单体电池间转移,同时采用了优化的电池电压检测电路,提高了检测精度,减小了测量时的漏电流。

RCD钳位反激变换器的回馈能耗分析及设计考虑

对RCD钳位反激变换器的能量传输过程进行深入分析,指出为避免反馈电压Uf在整个开关管关断期间向RCD钳位电路提供能量而增大能耗,钳位电容电压UC必须大于Uf;推导得出反馈电压产生的回馈能量Wf的解析表达式,并指出Wf随着UC的增加而减小,且RCD钳位电路的总能耗等于Wf与变压器漏感储能Wlk之和。令Wlk与Wf相等,得出钳位电容的临界钳位电压UCK=2.6 Uf,并指出当UC大于UCK时,回馈电压产生的能量将小于Wlk,并以此作为确定钳位电容电压UC的依据,得出RCD钳位电路元件参数的设计方法。给出实例,通过仿真和实验结果,验证了理论分析的正确性和设计方法的可行性。

新型多功能反激式开关电源设计

以峰值电流型PWM控制芯片UC3842为核心设计了一种新型多功能反激式开关稳压电源,该电源具有6路直流隔离电压输出。介绍了其工作原理和外围电路设计。为了满足电磁兼容性和安全性要求,设计了EMI抑制电路。详细介绍了一种新型变压器绕组缓冲电路的设计方法,着重介绍了反激式变换器的变压器设计过程,包括齐纳箝位电压的计算、实际占空比的计算、电感值的计算、磁芯的选择、各路输出绕组匝数的确定以及气隙的计算。实现了对输出电压的负反馈调节及各种保护机制。实验结果表明,该开关稳压电源具有稳压性能优良,纹波小,电压调整率、负载调整率高,体积小,质量轻,电磁兼容性好等优点。

大功率LED照明电路高效驱动技术研究

大功率发光二极管因其良好的性能在照明中得到广泛应用。介绍了发光二极管的电特性,并根据并联、串联的特点,对具有较好稳定性与可靠性的LED串并联组合电路加以分析。研究了用恒定输出电流驱动大功率LED组的反激式电路,并给出电路参数设计。根据驱动方法,构建了10.0V/1.10A的输出电路原型,并在额定负荷与过载负荷下进行测试,以检验电流的稳定性。试验结果表明,这个LED驱动电路精度高、性能稳定、效率高,说明所提出的方法对于驱动大功率发光二极管是切实可行的。

带后备电池的多路隔离输出开关电源

介绍了一种带后备电池的多路隔离输出开关电源,可用于大功率器件驱动电路的供电。在市电掉电的情况下,后备电池立即接入系统,保证多路输出开关电源的正常工作,提高整个驱动供电电源的可靠性。

大功率高压电力电子器件多路驱动器

针对高压控制系统中大功率电力电子器件不同驱动电路存在的问题,提出了一种全新的大功率高压电力电子器件多路驱动器设计方案,包括工作原理、硬件结构和控制方案。利用单端反激电路产生脉冲大电流,多个高频电流互感器传递脉冲电流,实现隔离高压和高压驱动电路之间的隔离,成功地解决了低成本隔离问题及驱动电路可靠性问题。试验结果表明,该方案能安全可靠地控制串并联大功率电力电子器件的导通和关断。