S/SP非接触谐振变换器的时域特性分析

S/SP非接触谐振变换器因为对系统参数变化尤其是变压器的耦合系数变化不太敏感,具有良好的应用前景。但该变换器中主要波形谐波含量较大,导致基波分析方法误差较大,直接影响到变换器的参数设计以及控制的有效性。为此论文对变换器的时域特性展开研究。论文考虑谐波影响,推导谐振网络的通用等效电路,揭示谐波产生的原因,建立谐振腔各波形的定量表达式。在时域波形分析的基础上,论文进一步研究变换器的输出增益特性,推导精确的电压增益并指出基波分析方法结果偏大的原因。最后,设计一台1.5 k W的S/SP非接触谐振变换器,特征波形、电压增益的实验与分析结果吻合良好,验证了论文所采用的时域特性分析方法的正确性。

基于LCLC恒流网络的LED自均流电路

多路半导体发光二极管(light-emitting-diode,LED)并联会造成导通电流不均衡,而电容均流方案由于其简单可靠得到广泛应用。为输出所需的LED电流,电容均流方案采用变频控制会引入无功环流,提高器件应力,而采用定频占空比控制时,变化的LED负载难以保证零电压开关(zerovoltage switching,ZVS)的实现。针对此问题,文中提出一种基于LCLC谐振网络的恒流源输出LED驱动电路,可有效解耦负载对输出电流的影响,定频控制,且同时实现输入阻抗为纯阻性,避免无功环流。该谐振网络亦结合电容均流方案,采用较少的器件实现多路均流。此外,该电路具有短路自保护功能,易于实现脉宽调制(pulse width modulation,PWM)调光。最后,以4条LED支路为例,搭建实验样机,实验结果证明该电路的有效性。

错位条件下基于“感应盲点”分析的非接触变压器建模及优化

感应式无线电能传输系统中,非接触变压器存在错位等多种工况,引起耦合系数等参数大范围变化,影响系统特性。为了建立错位条件下非接触变压器的耦合系数模型,文中基于场路结合的分析方法,分析磁通耦合特性,给出了非接触变压器的"感应盲点"求解方法;并结合其耦合系数的变化规律,建立非接触变压器错位条件下耦合系数的计算模型。基于磁场分布的特点,进一步提出副边多绕组的新型非接触变压器结构。采用优化后的变压器结构,设计制作了60 W输出的非接触变换器,耦合系数的计算结果和实际测试结果一致,证明了所提"感应盲点"分析方法与耦合系数计算模型的正确性,验证了优化后的新型非接触变压器具有良好的错位自适应能力。