基于图论的n阶升压式谐振开关电容变换器潜电路分析技术

高阶升压式谐振开关电容变换器的升压阶数增加,拓扑变得更加复杂,其潜在路径隐蔽性更强,因而需要研究一种系统的分析方法.为此本文基于图论提出一种n阶升压式谐振开关电容变换器潜电路分析方法,文中给出了该图论分析法的原理和步骤,并以3阶升压式谐振开关电容变换器为例进行了仿真和实验证明.研究结果表明,该方法简单易行,是一种可供推广的电力电子变换器的潜电路分析方法,为预先发现和消除高阶升压式谐振开关电容变换器中的安全隐患提供了理论依据.

一种可扩展单元的高增益升压Cuk电路

高增益升压DC-DC变换器越来越广泛地应用于新能源发电、电动汽车、UPS和智能电网等新型应用领域,而高效、低纹波、低应力、低EMI是该类变换器的发展趋势。文中提出一种可扩展单元的高增益升压Cuk变换电路。该电路不仅继承了经典Cuk电路输入输出电流连续、低纹波及较小的传导EMI等优点,而且能够在避免极限占空比的情况下实现大电压变比。所提出电路是结合二极管电容网络结构和改进升压型Cuk电路,构成一个新型高增益升压Cuk电路。论文对所提出电路的工作原理和工作过程进行详细的理论分析,开展电压变比关系、关键参数设计和半导体功率器件电压电流应力特性分析。在此基础上,论文进一步分析拓展二极管电容网络单元,从而提高了变换器的电压增益,减小了开关管电压应力等电路特性。通过分析,可扩展单元的高增益升压Cuk变换电路因具有较低电压应力而能够使用导通电阻小的开关管,从而减小导通损耗,提高变换器的效率。最后,对所提出电路进行计算机仿真,并设计4台功率100W、输入输出电压为60V/400V的原理性实验样机,与其他典型高增益升压变换器进行对比实验,验证提出电路相关理论分析的有效性。

DC/DC谐振开关电容变换器潜电路发生的一般规律分析

潜电路是由于设计时考虑不周,在正常的电子线路中由分布参数、器件非线性状态等诸多因素构成的潜藏于正常设计通道之外的通路。潜电路的隐蔽性很强,并不是在电子系统每次运行都发生作用,而是在某种特定条件下才形成。本文首先对升压、反相谐振开关电容变换器中存在的潜电路进行分析和验证,并与降压谐振开关电容器中的潜电路进行比较,探讨它们出现潜电路时的异同,由此总结潜电路发生的一般规律。本文同时推导出升压、反相变换器在潜电路发生时的参数关系,为预防谐振开关电容变换器潜电路发生提供设计依据。

峰值电流升压型PWM变换器内部补偿网络设计

分析了峰值电流升压型PWM变换器环路中极零点补偿对稳定性的影响.根据补偿原则,采用电容等效乘法电路,设计了一种应用于峰值电流升压型PWM变换器的内部补偿网络.利用模拟乘法电路的等效倍增功能,实现了补偿电容的最小化,使内部补偿成为可能.仿真结果表明:该补偿网络使变换器具有高稳定性,补偿后,输出电压的波纹很小,输出纹波电压仅在±8 mV范围内抖动,满足电压稳定输出的性能要求.

基于无源缓冲电路的零电压关断非隔离型高增益DC-DC变换器

提出一种基于无源缓冲电路的零电压关断非隔离型高增益DC-DC变换器。在所提无源缓冲电路的帮助下,所有功率开关实现了零电压关断(ZVT),开关关断损耗有效减少,变换器整体工作效率得以提升。在电压倍增单元的帮助下,所提变换器输入输出电压实现了高增益变换,且输入输出增益比可以根据电压倍增单元中增益单元数进行调节。上述性能特点使得所提变换器较适用于光伏发电系统。该文对变换器的拓扑架构进行了简要阐述,并对含有2个电压倍增单元的变换器工作原理及性能特点进行了详细分析,最后搭建了1台功率为800 W的实验样机进行实验,验证了理论分析的正确性。

高升压比DC-DC变换器的研究

随着电力需求的不断增长,高升压比DC-DC变换器的需求也不断增大。提出了一种新型的高升压比DC-DC变换器,该变换器基于两个围绕LC电路的全桥结构使其工作在增幅谐振状态,实现电容电压导数为正,以此来达到升压的目的,而不需要变压器的参与。详细介绍了该变换器的拓扑结构,分析了该变换器的工作原理,对该变换器建立了数学模型,并给出了变换器的设计步骤,最后在Matlab/Simulink平台上搭建了仿真模型。仿真结果表明:所提出的升压DC-DC变换器将4 kV升压到80 kV,升压比达20,因此具有很高的升压比。

适用于基本DC/DC变换器的“外衣电路”拓扑家族研究

针对基本DC/DC变换器升压能力受电路及元器件寄生参数影响而受限的问题,文中提出为基本DC/DC变换器穿上“外衣”的思路,并提出一系列适用于各种基本DC/DC变换器的“外衣电路”。所构建“外衣电路”中不含有开关管,因而不影响原变换器的控制及驱动电路设计。同时“外衣电路”的引入还可降低开关器件的电压应力,且实现了器件应力的一致,有效降低器件选型的困难,减少因器件应力不同带来的影响。文中以Cuk变换器为例,详细分析添加所提“外衣电路”后变换器的工作原理及性能特点,最后以300W实验样机进行验证。

一种VOCs净化器高压电源的设计

介绍了一种用于挥发性有机化合物(VOCs)净化器的高压电源的设计,并详细分析了各组成电路的工作原理及波形。该电源采用半桥逆变结构作为主电路,以SG3525作为控制信号发生器,具有调节频率、占空比方便等优点;利用LC串联谐振电路提升升压变压器初级线圈的电压,降低了对升压变压器变比的要求;采用双模块叠加法实现脉动倍压,不仅增强了带负载能力,又有效降低了对变压器绝缘、二极管击穿电压的要求。应用以该高压电源为关键部件的VOCs净化器对苯、甲苯、甲醛进行净化实验,实验结果表明:净化效果良好,所设计的电源用于VOCs净化具有可行性和有效性。

一种新颖的升压型电压调整器—两相交错并联耦合电感BOOST变换器

单体蓄电池的使用寿命高于串联使用的蓄电池组,但是单体蓄电池普遍存在电压偏低的问题。针对这一问题选用一种新型的升压电路结构,即两相交错并联耦合电感BOOST变换器,通过改变耦合电感匝比来获得不同的输出电压。在传统两相交错并联BOOST变换器中,当输入输出电压增益较高时,电路的占空比调节范围较小。通过采用耦合电感的方法可以扩展电路的占空比,但由于漏感能量的存在会造成开关管上较大的电压尖峰。该文提出一种在两相交错并联耦合电感结构的变换器中利用相邻相开关管作为钳位管的方法,该方法只需增加一个电容元件即可实现电路的有源钳位功能。理论分析和实验结果均表明该变换器对抑制开关管电压尖峰有很好的效果。

RFID手持机快速充电实现的设计

随着物联网的快速发展,RFID手持机用途越来越多,一般情况下RFID手持功耗较大,需要大容量锂电池供电情况,为了解决大容量锂电池快速充电,本文设计了RFID手持机锂电池快速充电改进电路。根据RFID手持机的功耗需求,设计出了将单节锂电池的电压升高到5V供手持机工作的DC-DC变换电路;并设计出适用于1250mA以上锂电池充电的充电电路。

一种改进型升压斩波电路

在常规升压斩波电路的基础上,采用高频软开关技术和引入电流反馈的方式,提出了一种改进型的升压斩波电路.该电路不但具有升压、降压功能,还可以使输入电流谐波明显减少,且控制方法简单.

升压式谐振开关电容变换器中潜电路的一般规律

相对于降压式谐振开关电容变换器,升压式谐振开关电容变换器构成方式不同,潜电路发生条件也有较大区别。本文根据其构成特点与运行规律,应用图论法获取变换器中的潜在路径,详细讨论了n阶升压式谐振开关电容变换器的潜电路工作特性,推导出变换器发生潜电路时的输出电压特性以及潜电路发生条件,归纳其出现潜电路的一般规律,从而为避免潜电路的出现,使之正常工作提供了理论依据。研究结果表明,在负载、开关频率和开关电容等参数相同的情况下,若n阶变换器工作在正常状态下,则其低阶(n-1,n-2,…,2)变换器必然工作在正常状态下。最后,实验结果证实了结论的正确性。

RFID手持机锂电池快速充电电路设计

针对物流行业中使用的RFID手持机功耗较大,需要大容量锂电池供电的情况,本文设计了RFID手持机锂电池快速充电电路。本文分为两部分,第一部分为根据RFID手持机的功耗需求,设计出了将单节锂电池的电压升压到5V供手持机工作的DC-DC变换电路;第二部分设计出适用于2000mAh以上锂电池充电的充电电路。实验数据表明该电路是有效的。

压电马达功率驱动电路的工程优化

压电马达需高压交流信号进行驱动,传统的驱动电路通过电感与马达构成谐振升压电路产生高压。分析指出了传统电路缺点在于谐振电路的输出信号不均衡且不稳定,而且需逐个微调马达对应的匹配电感。基于短时工作、轻载荷的应用环境,针对上述缺点提出了多级升压方案。新的方案减轻了谐振升压电路的压力。电感主要作用转变为调节电路功率因数。因此两相输出信号变得平稳、均衡,且无需微调电感,调试过程得以精简,利于批量生产。试验数据表明电路可输出±260 V的交流信号,驱动Ф11 mm行波压电马达正常工作,转速约600 RPM。

薄膜晶体管显示器用的升压变换器

对薄膜晶体管(TFT)显示器来说,LM2711是1个小型偏置电源解决方案,它能为大屏幕液晶显示器(LCD)的显示屏产生偏置电压。本文介绍LM2711的基本结构、工作原理及应用电路。

基于LPC2138的开关稳压电源

设计了一种基于LPC2138微处理器控制模块开关稳压电源,介绍了DC-DC主回路拓朴模块、渐频调节电路、稳压电路、电流取样电路、电流保护电路的构成和特征及参数计算,并进行了系统测试与分析。结果表明,该开关稳压电源效率高达88%、电压高速率0.06%、负载高速率0.17%、电路故障后具有自恢复功能,具有实用性和可操作性,并可供从事开关电源设计、开发、生产、调试借鉴。

一种火焰传感器高压驱动电路的研究

针对紫外火焰传感器设计了一种高压驱动电路,并对其工作原理进行了研究和说明,最后介绍了所设计的原理样机的相关实验结果。该电路按照定占空比、跳周期的"打嗝"方式工作,具有结构简单和升压比高等特点,满足火焰传感器所需的高工作电压条件,因而对多种小功率光电传感器具有广泛的适用性。

基于线性自抗扰改进单周期控制

以一种可扩展单元的高增益升压Cuk变换器为研究对象,提出一种基于线性自抗扰改进单周期控制策略。采用线性自抗扰控制策略与单周期控制技术相结合的一种控制方式,以解决Cuk变换器在受到系统干扰时,单周期控制技术对于系统非线性特性以及时变扰动的作用有限的问题。与其他控制方法相比,保证了系统大信号稳定以及在受扰动时的快速恢复性能。对所提出控制策略进行仿真和实验研究表明,与传统的单周期控制相比,所提策略能更有效的抑制系统扰动,使系统具有更良好的鲁棒性。

电荷泵电路的电压调节结构及工作原理

稳压输出的电荷泵电路是一种新型ＤＣ／ＤＣ变换器。介绍了其电压调节结构及工作原理。

福建省风电汇流变35kV侧限制短路电流措施

本文通过对福建省风电场汇流升压变电站35 k V接线方案的对比分析,得出35 k V限流电抗器在风电场汇流升压变电站工程中的应用前景。