一种双管反激级联式高位取能电源设计

在柔性直流输电系统中,高位取能电源为模块化多电平换流器(MMC)的子模块控制电路供电。随着直流输电系统电压的提升,子模块直流侧的电压也随之升高。为使高位取能电源适应更高更宽范围的输入电压,设计了一种基于双管反激的级联式拓扑。首先,介绍双管反激电路的工作原理、电流控制模式及工作模态;其次,基于变压器初级电流中位值,重新推导变压器AP值公式,与传统AP值方法进行比较;然后,基于南澳柔性直流输电换流阀的相关参数,对电源主电路进行设计。最后,搭建了一台输入电压为350~4 000 V,输出为一路400 V、两路15 V的电源样机,通过实验结果验证了设计的有效性和分析的正确性。

基于级联双管反激拓扑的HVDC供电电路研究

高压直流(HVDC)输电系统常采用高压变换器进行高电位就近控制取电。然而模块内的高母线电压及其大范围波动对取电电源的高可靠性设计形成挑战。针对该问题,基于串联双管反激拓扑电路提出了一种高压模块取电系统。该系统以多输入、单输出形式的直流变压器为变压载体,并利用在同步控制信号下的各级联单元的自均压特征实现了输入各串联电路的动态自均压控制,主动降低了各模块中半导体开关的电压应力;另外,该方法具有漏感能量回馈效率高、开关管最大电压应力钳位到输入电压优点。最后,借助系统仿真与半实物仿真平台实验验证了所提自供电电路系统的可行性以及理论分析的正确性。

高电压输入双管反激辅助电源驱动研究

高性能的开关管驱动技术是实现辅助电源安全、可靠运行的必要条件。首先,针对高电压输入双管反激辅助电源驱动具有高电压隔离、高频率、低延时和无外接电源等特点,对比各种可行的驱动方案,确定了一种安全、简单的变压器隔离双管驱动电路,并设计了相应的驱动器;其次,通过调整驱动变压器绕组比,实现了开关管在各种控制脉冲下的充分导通,通过增加驱动器输出信号耦合电感,提高了驱动信号的同步性;第三,根据驱动脉冲上升、平顶、下降三个阶段,建立了驱动器等效电路模型,推导了相关公式,分析了驱动器主要参数对驱动性能的影响;最后,在300V^2 500V输入的双管反激辅助电源样机上进行了相关实验,验证了所设计的双管隔离驱动器的正确性、可行性。

一种宽范围双管反激DC/DC辅助电源设计

宽范围DC/DC辅助电源是高电压大容量电力电子变流系统的重要组成部分，尤其是对于具有标准化、模块化、分布式结构的中高压大容量电力电子变流系统意义更重大。首先，基于双管反激电路，设计制作了一个宽范围高电压80-800V输入/低电压24V输出的辅助电源样机，针对常规双管反激电源反馈电路存在的问题，进行了详细分析并提出解决方法；其次，给出了实验波形，对实验波形中的尖峰及震荡现象进行定性分析并给出解决思路；最后，利用闭环系统的开环传递函数对双管反激电路进行了稳定性分析。

双管反激型DC/DC变换器的研究

单管反激变换器主开关电压应力大、效率低、电磁干扰(EMI)严重,不适合用于高输入电压场合,而双管反激变换器的每个主开关的电压应力仅为输入电压。此外,该拓扑无需外加吸收电路,效率比单管反激型高得多。因此该变换器适用于高电压输入、高性能要求场合。分析了考虑漏感时该变换器的工作原理和特性。通过一个240～400V/100W样机验证了以上优点。

双管反激变换器占空比的拓展技术

为了克服传统双管反激变换器占空比不能大于50％的缺点，同时又保持主开关管低电压应力的优点，提出了两种宽范围双管反激变换器，在传统双管反激结构的基础上去掉一个钳位二极管，并且对两个开关的关断时序进行合理控制，使得两个主开关管分别承受输入电压和输出电压．详细分析了宽范围反激变换器的工作原理，并且从有效占空比的范围以及占空比对输入电压、输出电压的调节能力阐明了变换器的宽范围适应性．经输入电压为100-400V，开关频率为108kHz，功率为100W的样机验证，这两种宽范围双管反激变换器的满载占空比范围为32％～68％，变换效率达89％，适用于宽范围高电压输入的场合．

基于双管反激变换器的全桥式高频交流环节AC/AC变换器研究

提出了以双管反激变换器为基础的全桥式高频交流环节AC/AC变换器拓扑。该拓扑由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成，能够将不稳定劣质的交流电变换成同频率稳定的优质正弦交流电压。分析研究了这种变换器的工作模式、稳态原理特性与电压瞬时值反馈控制策略，给出了变换器的外特性曲线以及变换器内阻对外特性的影响、关键电路参数设计准则。理论分析与原理试验表明，这种变换器具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、两级功率变换(LFAC/HFAC／LFAC)、双向功率流、网侧功率因数较高、负载适应能力强、音频噪音小、负载短路时可靠性高、适合于高压输入小功率变换场合等特点。

双管反激电源的分析与设计

针对反激电源主开关管关断时候的电压应力过大和变压器气隙漏感导致的电压尖峰过大的问题,对双管反激电源的拓扑结构及工作原理进行了详细分析,构建了双管反激电源工作在DCM模式时的能量传递模型,论证了变压器匝比与变压器原边漏感的磁复位时间及最大占空比和回馈能量大小的关系,推导出了双管反激电源主要参数的通用设计公式;利用其设计公式,设计了一个实际工作于DCM模式的30 W双管反激电源,同时利用Saber仿真软件,研究了双管反激电源的主开关管、副边整流二极管和原边续流二极管的工作电流。仿真结果表明:变压器匝比参数选择合适,充分削弱了通过续流二极管回馈的能量,电源工作稳定。将仿真结果与实验样机所测结果进行了比较,结果显示两者基本吻合,说明设计公式可用作双管反激电源主要参数的设计工具。

一种零电压开关的有源箝位双管反激变流器

提出了一种新型的有源箝位双管反激电路拓扑,不仅克服了传统单管反激开关管应力大的缺点,而且主开关及辅开关管都实现了零电压开通(ZVS),次级二极管实现了零电流关断(ZCS)。此外通过斜坡补偿,占空比可以大于50%。该反激拓扑充分利用了漏感的能量,无需外加缓冲电路,电路结构简单,因此可以应用于高效率、宽范围、高电压输入的场合。对该拓扑的工作原理、特性、设计进行了详细描述,并在一台127～330V输入、18.6V/5A输出的样机上进行了验证。

高压双管反激变换器的设计

介绍一种双管反激的电路拓扑 ,分析了其工作原理 ,给出了一些关键技术参数的计算公式 ,设计并研制成功的 3 0W 3 80VAC 5 0Hz / 5 10VDC / +15 .1VDC ( 1A)、+5 .2VDC ( 2A)辅助开关电源具有功率密度高、变换效率高、可靠性高等优良的综合性能。

PFC双管反激两级组合式软开关变换器研究

在传统Boost功率因数校正器(PFC)和双管反激两级变换器的基础上,增加了一条辅助支路,实现了两级变换器各开关管的软开关和PFC的整流二极管的受控关断。该方案可以有效地减小变换器的开关损耗和解决整流二极管的反向恢复问题,迎合了变换器高频化和高功率密度的发展趋势。最后,用Saber软件进行了仿真,验证了该方法的可行性。

双管反激变换器在大功率新型金属表面处理设备电源中的应用

针对大功率PECC电源的要求,以改善工艺水平,提高变换效率为目的,提出了一种采用电流断续控制模式,具有独立调频、调节脉宽功能,可控制单个输出电流脉冲的能量及脉冲间隔的双管反激变换器结构。实验验证了该电路很好地满足PECC工艺要求。

带CLC滤波的双管反激四阶小信号模型

普通双管反激变换器的输出端只有一级电容滤波,存在着电流纹波大、稳定性差、精度低等缺点。为克服上述缺点,在这种变换器的输出端增加了一级电感-电容(LC)滤波器,构成了输出端带有电容-电感-电容(CLC)滤波的新型变换器,并应用状态空间平均法确定了电路的静态工作点,推导出该变换器的动态四阶小信号模型。应用该模型设计了一个实际变换器,并通过分析该变换器的波特图给出系统补偿网络参数,利用MATLAB仿真以及实验验证了该四阶小信号模型的正确性。

两种双管反激型DC/DC变换器的研究和比较

传统的双管反激克服了主开关电压应力大的缺点,使得每个主开关的电压应力仅为输入电压,但是该电路带来了占空比不能大于50%的缺点。为了克服这个缺点,提出了宽范围双管反激的拓扑,不仅每个开关的电压应力要比单管反激小得多,而且占空比也可以大于50%,但该拓扑的漏感能量需外加缓冲电路来吸收。客观地分析和比较了这两种双管反激变换器的特性差异,并指出了两者的适用场合。最后,实验结果进一步验证了以上的观点。

基于准谐振技术的宽输入电压范围双管反激电源设计

本文设计了一种基于变频控制芯片L6565D的宽输入电压范围双管反激电源,应用于光伏电站系统中的辅助电源;其输入电压范围可达DC200-1000V,L6565D根据采集输入电压的变化情况实现不同电压段的电流环限流点的调节,同时利用检测变压器磁复位状态来控制两个开关管工作于谷底导通模式,实现软开关功能。

双管反激变换器研究分析

研究了基于峰值电流模式的双管反激变换器,分析了它的工作原理,说明了它在高压输入场合的优点。

准谐振软开关双管反激变换器

在传统双管反激变换器基础上,通过引入谐振网络,并用开关管替换一次侧的一个钳位二极管,提出一种准谐振软开关双管反激变换器。该变换器具有双管反激变换器的优点,所有开关管电压应力钳位在输入电压,因此可选取低电压等级、低导通电阻MOSFET以提高变换器的效率、降低成本;利用谐振电感与隔直电容谐振,实现变换器全部开关管的零电压导通(ZVS),减小了开关管的开通损耗。同时漏感能量回馈到输入电源,减小了谐振电感电流的反向峰值,降低了开关管的关断损耗,进一步提高变换器的效率。本文研究变换器工作在励磁电感电流单向工作模式时的工作原理和工作特性,重点分析开关管电压、电流应力及其ZVS条件。最后,设计一台60W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。

星用基于UC1845多路输出双管反激开关电源设计

为了解决航天器DC/DC变换器高压输入多路输出时,开关管电压应力以及多路输出稳定度问题,设计了一种基于UC1845的多路输出双管反激开关电源。主电路采用双管反激式变换器,使主开关管上的电压应力仅为输入电压Vin,满足航天器高可靠性的应用需求;同时电路采用磁隔离反馈稳压控制,通过一个反馈控制量实现多路输出,输出端配合应用低压差三端稳压器,各路输出负载稳定度优于±1%。控制电路采用电流型控制器UC1845,其具有电压调整率高、负载调整率高和瞬态响应快等优点。实验结果表明,该电源安全可靠、稳定性好、纹波小、效率高,达到了设计要求。

基于准谐振技术的宽电压范围双管反激电源设计

设计了一种基于变频控制芯片L6565D的宽电压范围双管反激电源,其输入电压范围为200～1 000 V,作为系统的辅助电源应用于光伏电站中;L6565D通过采集输入电压的变化情况实现不同电压段的电流环限流点的调节,同时利用检测变压器磁复位状态来控制两个开关管工作于谷底导通模式,实现软开关功能。其准谐振工作模式降低了开关管开通损耗,改善了电磁兼容EMC(electromagnetic compatibility),提高了整机效率,节约了成本。目前该款电源已经成功应用到光伏系统中,取得了良好的效果。

基于NCP1207与UC3844的双管反激变换器比较

高频、高效、高密度是目前电源技术的发展趋势。对基于NCP1207和UC3844的双管反激变换器的电路结构．工作原理及性能作了详细的比较，并进行实验验证。结果表明，基于NCP1207准谐振芯片的准谐振反激变换器利用开关管两端的电容与变压器初级的漏感产生谐振，并通过适当的控制实现了开关管在电压谷底开通，减小了开关损耗，提高了变换器的效率，比基于UC3844的反激变换器的效率高出2％-3％。