一种宽电压输入双通道输出抗辐射POL电源设计

针对卫星装备的小型化、整机系统的轻量化需求,提出一种4.5~16 V宽电压输入双通道输出抗辐射POL电源设计方案。首先,根据电源指标要求进行电路拓扑结构设计;其次,提出了抗辐射指标的解决方案;最后,对工艺设计难点进行研究攻关。经仿真和样机验证,所设计的电源具有体积小、重量轻、功率密度高等优点,可为宇航用电子装备系统提供小型化、轻量化的三次电源解决方案。

宽电压输入半桥型LLC谐振变换器设计与实验

半桥型LLC谐振变换器由于拓扑简单、工作效率高而得到广泛研究。此处针对宽电压输入的工作情况,采用脉冲频率调制(PFM),避免了传统PWM控制占空比变化范围大的问题。为了提升变换器效率,对各关键谐振参数进行设计,分析了其对电源输出特性的影响,使得初级开关管实现零电压开通(ZVS),次级二极管实现零电流关断(ZCS)。结合理论数学推导和增益曲线分析,设计了一台100 W的变频半桥型LLC谐振变换器样机,并完成了相关实验,验证了参数设计的正确性,样机的最大效率达到93.95%。同时对变换器进行了损耗分析,以便进一步优化设计。

宽电压输入智能光伏充电控制系统

设计一款具有最大功率点追踪功能的宽电压输入智能光伏充电控制系统。系统采用恒压法和小步长扰动观察法相结合的方式,实现最大功率点的跟踪控制,通过对充电电压、充电电流及蓄电池表面温度的检测,智能地选择快速脉冲充电、浮充充电、自动停止充电等工作模式,使充电过程始终处于安全状态。实际运行结果表明:该系统可在5～26V的输入电压范围内正常工作,充电过程精确可控。

宽电压输入双接地单相非隔离光伏并网逆变器

针对现有双接地光伏逆变器在阴影条件下由于欠压而停机的问题,提出一种宽电压输入双接地单相非隔离光伏并网逆变器。该拓扑由升压单元和双接地逆变器构成,逆变器无共模漏电流,且在阴影条件仍能正常工作。采用多模态协同控制,减小逆变器各元器件的电压应力,并使得升压单元只需在欠压时工作,减少升压单元承受的功率,减小逆变器体积和重量;每个模态只有1个功率管高频开关,提高了逆变器的效率。详细分析拓扑构成、工作原理和控制策略。最后,搭建一台原理样机,验证理论分析。

MC34063A在嵌入式宽电压输入中的应用

电源是电子系统中重要的组成部分,电源的稳定性直接影响到整个系统的性能和使用寿命。嵌入式系统中的核心电压多为+5 V,而使用环境往往不能随时提供+5 V电压。为了使嵌入式系统具有更广泛的适应性,在此根据MC34063A芯片的原理,介绍了一种依据此芯片进行的降压型宽电压输入电源电路的设计。通过计算电路外围器件的参数,完成具体电路的设计;最后对系统的几个重要性能指标进行了测试,测试结果验证了该宽电源输入电路具有良好的稳定性和实用性。相对于其他方式的宽电压,该设计具有更广范的适应性以及精确性。

基于BUCK电路的宽电压输入焊接电源

针对传统逆变式焊接电源只能适用于一种或两种交流电压输入的缺点,设计了一种基于BUCK电路的宽电压输入焊接电源,可以适用于AC 190～440 V输入电压,通过整流滤波得到额定的输出电压。实验结果表明,设计的BUCK电路通过电压反馈调节可以实现宽电压输入,并且焊接输出稳定,避免了传统的"倍压"或者切换主变抽头方式实现多电压输入时因误判而引起的机器损坏问题,提高了焊机的稳定性。

一种宽电压输入的开关机电路设计

阐述软硬联合设计的单键开关机电路,采用硬件开机、软件关机、软件死机后可以长按开关键进行强制关机,通过短按硬件开机的时间、短按软件关机的时间、长按硬件关机的时间解决开关机控制。

宽电压输入可自动均流的PWM型LED驱动器

为了满足LED驱动在宽电压范围内的性能,设计了一种基于Boost-Buck PFC电路的LED驱动器。当输入交流电压变化范围较宽时,PFC的输出依然可以稳定在较低值,可确保功率器件始终保持较小的开关应力。同时,为了满足LED的调光功能,并确保大功率照明场合LED串并联应用的稳定性,各LED并联支路增加了独立调光模块,可根据不同的应用场合工作在独立线性调光、独立PWM调光以及线性PWM复合调光模式,并且通过电流和温度信息的采集各支路可实现自动均流。最后以两路LED并联为基础,搭建实验样机,实现了各支路之间的独立调光以及自动均流。

一款高效率宽输入电压边界导通模式反激变换器

本文提出了一款高效率、宽输入电压的边界导通模式反激变换器结构。为了防止负载切换过程中芯片过压和欠压,提出了一种由电流调节电路(CRC)与自适应频率控制电路(AFCC)组成的新型模式切换环路,实现了芯片在不同模式之间的平滑切换,提高了负载的瞬态响应和转换效率;通过在环路中引入电流调节控制技术,减小了低纹波突发模式(LRBM)下的原边充电电流和输出最小负载电流,从而减小轻负载下的开关频率,降低功耗。基于0.18μmBCD工艺,实现了电路设计和版图设计,芯片面积为1.48×2.5mm^(2)。仿真结果表明,变换器在输入电压为3~32V、输出电压为5V时,轻、重负载切换过程中的输出电压瞬态响应最大变化为6%,峰值转换效率为88.6%。

宽输入电压范围的软开关四路均流LED驱动器

为了应对LED的不同输入电压等级应用场合,提出了一种具有宽输入电压范围的四路LED驱动器。该驱动器将Buck-Boost结构集成到全桥网络中,通过不同的开关组合工作在不同的模式,从而获得宽增益。采用无源均流方式实现了四路LED输出均流。由于驱动器的工作特性,开关管无需添加无损缓冲电路即可在全范围内实现零电压开通。详细分析了该驱动器的调制策略、工作原理和性能。最后,搭建了一个69 W的实验样机,实验结果表明该驱动器的输入电压范围为17 V~216 V,均流误差低于3.7%,最大效率可达97.8%。

宽输入电压降压型DC-DC转换器发展综述

电源管理芯片在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责,最常见的结构是线性电源和开关电源。开关电源通过控制开关管开通和关断的时间,维持稳定的输出电压,以其高效率、小型化的特点而广泛应用于几乎所有的电子设备。工业控制系统、汽车电子等领域往往存在多个电压轨,在不同工作阶段还存在输入电压瞬间大范围变换的情况,这要求其具有高输入电压的同时,还需要在一个较宽的输入范围内能够高效地给负载供电。文章围绕宽输入电压DC-DC的转换效率提升、快速响应技术及低EMI设计进行了综合阐述,并分析了学术界和业界的一些最新进展。

一种组合式宽输入高效率DC-DC变换器

针对车载DC-DC变换器输入电压变化范围大的问题,提出一种组合式宽输入高效率DC-DC变换器。该变换器包括飞跨电容(FC)型三电平Buck电路和LLC谐振电路两部分,FC三电平Buck电路输出端口与LLC谐振电路输入端口串联,通过控制FC三电平Buck电路占空比实现输出电压调节以适应宽输入电压范围,同时三电平结构降低了开关管电压应力、减小了损耗;LLC谐振电路传输负载所需全部功率,采用定频开环控制以获得高效率和稳定增益,同时实现了电气隔离。详细分析了组合式变换器的拓扑结构、直流增益以及工作效率,并与相同电路构成的级联式变换器进行了效率特性对比,根据组合式变换器的拓扑结构和工作特性,提出一种解耦控制策略,实现输出电压稳定和飞跨电容电压平衡,最后搭建了一个200~400 V输入、12 V/20 A输出的实验电路进行验证,实验结果表明所提组合式变换器的正确性和可行性。

矿用宽输入电压DC/DC变换电源的研究

针对煤矿井下供电电压等级多,各种设备的电源适用电压等级单一的问题,提出了一种矿用宽输入电压DC/DC变换电源。该变换电源前级使用三电平Buck电路,使得开关器件的电压应力降为输入电压的一半,以适用于宽输入电压等级;后级采用LLC谐振电路在实现开关器件的零电压开关(ZVS)开通和零电流开关(ZCS)关断的同时,起到高频电气隔离的作用。针对宽输入变换电源的控制,前级采用输入电压前馈PI控制,后级采用线性自抗扰控制(LADRC),使变换电源在实现宽输入电压的同时,有较强的适应负载变化的能力。仿真与实验结果证明,该变换电源能适应70~1300 V的交流输入电压范围,输出负载变化的适应性强。

宽输入电压的双向DC/DC变换器的研究

为了适应不同光伏发电储能系统直流母线电压,扩宽输入电压范围,设计了一种宽输入电压的双向DC/DC变换器。该变换器采用级联式拓扑结构,前级由四开关Buck-Boost变换电路构成,采用脉冲宽度调制的控制策略,后级由L-LLC谐振变换电路构成,采用脉冲频率调制的控制策略,通过调节前级变换电路的占空比和后级变换电路的开关频率,达到扩宽输入电压范围的目的。仿真结果表明,所提出的双向DC/DC变换器的输入电压变化范围为100~1000 V,并具有良好的稳压效果。

宽输入电压的三相AC/DC电源设计

分析并设计一款满足宽输入电压要求的三相AC/DC开关电源,对该方案中的变压器、输入滤波器、输出滤波器、浪涌电流抑制器设计进行阐述,并基于PLECS软件完成电路仿真,根据仿真数据制作了一款样品电路。通过原理阐述、仿真验证及样品电路测试,验证该方案的合理性和可行性。

一种Boost型宽电压范围输入LLC谐振变换器

传统的桥式LLC谐振变换器不适合宽电压范围输入,且其输入电流断续。为此提出了一种新型的Boost型LLC谐振变换器。通过集成两个交错并联的Boost电感,不仅可以拓宽LLC变换器的增益范围,而且可以显著减小输入电流的纹波,因此该变换器适合用在光伏、燃料电池等可再生能源发电系统中。与传统的脉冲频率调制控制相比,该变换器采用定频脉冲宽度调制控制,励磁电感和Boost电感对变换器的增益特性影响很小,可以简化谐振参数的设计,同时定频控制也有利于磁性元器件和滤波电路的设计。首先介绍了该变换器的工作原理;然后通过时域分析,对该变换器的增益特性进行了深入研究;之后对变换器的ZVS软开关条件进行了详细的分析;最后建立了一台120~240 V输入、24 V/25 A输出的实验样机,实验结果验证了变换器的实用性及理论分析的正确性。

一种具有宽输入电压范围的集成Buck-Boost LLC级联变换器

研究一种集成Buck-Boost LLC（integrated Buck-Boost LLC,IBBLLC）变换器。该变换器适用于宽输入电压范围场合的应用,通过开关管的共用变换器减少了开关管数量。通过采用PWM＋Phase-Shift控制,使得原边各个开关管在全输入电压和全负载范围内均能够实现零电压开通（zero voltage switching,ZVS）。文中首先介绍变换器的拓扑结构及直流增益。其次详细分析变换器的工作模式及前级电感Lb对变换器性能的影响,为变换器参数的选取提供了理论依据。此外,研究变换器的ZVS特性,给出变换器能够实现ZVS的工作区域。最后搭建一台200～450 V输入、14 V/80 A输出的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性及方案的可行性。

适合宽输入电压的单级升降压逆变器

光伏电池受环境、光照、温度等因素的影响,其输出电压范围宽,光伏并网逆变器需要完成逆变与升压两个功能。提出一种新型的适用于宽输入电压的单级式升降压逆变器拓扑,基于"虚拟变压器"的结构,在单级功率变换中实现逆变与升压的功能。采用高频的功率开关器件构成变比连续可调的虚拟升压变压器,替代传统笨重的工频升压变压器,使得逆变系统的体积、重量以及成本降低,易于集成,并且提高了变换效率。对该逆变器降压逆变与升压逆变的两种工作模式进行分析,给出调制策略的具体实现方案。仿真与实验结果表明,所提出的拓扑适合宽输入电压的升降压逆变场合。

适用于照明和可见光通信的宽输入电压范围的分段式LED驱动电路

当照明与可见光通信(VLC)相结合时,LED及其驱动电路便获得了更宽广的应用舞台。适用于照明和可见光通信的LED驱动电路既需要满足电气照明标准又需要满足通信要求。本文以输入电压自适应的恒定功率照明为主体,提出局部归零开关键控(RZ-OOK)调制的LED电流控制方法,使分段式LED驱动电路在宽输入电压范围内兼具照明和可见光通信的功能。样机的实验测试结果表明:照明模式下,PF值和THD值都符合电气照明标准,而且输出功率可保持恒定;连续少帧VLC模式下,PF值和THD值也都符合电气照明标准,而且输出功率波动较小,适合照明和可见光通信两用;连续多帧VLC模式下,仅PF值符合电气照明标准,而且输出功率波动较大,更适合可见光通信的应用。

一种宽输入电压交错并联Boost软开关电路

提出一种基于交错并联Boost拓扑的宽输入交错并联Boost软开关电路。在并联Boost电路中加入辅助电感、辅助电容与辅助MOSFET,合理地控制辅助MOSFET的通断,实现2个Boost电路间电流的转换。达到Boost电路主开关的零电压开通,近似零电压关断;同时辅助MOSFET实现零电流开关,不引入额外的开关损耗。消除了二极管的反向恢复电流问题,也降低了由此带来的EMI和能量损耗问题。详细分析拓扑的工作原理和控制方法,通过仿真与实验验证了其有效性。