一种高效率的宽输出电压范围LLSC谐振变换器及其控制方法

针对LLC谐振变换器高效率优势难以适应宽输出电压范围应用的问题,该文给出一种调节等效电容值的调压方式,提出一种LLSC谐振变换器拓扑及协同控制方法。该拓扑在LLC谐振变换器的电容旁加入由反向串联功率器件组成的旁路。调节旁路功率器件与逆变桥功率器件间滞后时间,连续调节等效电容值、改变输出电压。在这种调压方式基础上,调节开关频率,降低励磁电流、谐振电流有效值,从而降低损耗。分析了所提出变换器的工作原理、换流过程、电压增益模型及协同控制方法。最后,设计了一台400W的LLSC谐振变换器样机,实验结果验证了所提拓扑及协同控制方法的可行性。

基于ADP1043A的宽电压范围输出的数字电源设计

ADP1043A是一款副边电源控制器IC,可用于提供AC-DC或隔离DC-DC控制应用通常所需的所有功能。文章介绍了基于ADP1043A的数字电源的主要硬件电路的设计以及如何通过外部MCU和ADI公司的GUI软件(图形的用户界面)对ADP1043A内置EEPROM进行配置和读取,从而实现在较宽电压范围内数字控制的输出和重要参数的实时显示功能。

一种宽范围输出的直流电力操作电源

设计了一种电压宽范围输出的直流电源系统方案,满足不同电力设备的供电要求。采用有源功率因数校正技术改善了电源输入侧电网电流的THD,提高功率因数,同时具有保护、告警、通信和人机操作界面等功能,保证了设备的安全、可靠运行。

三电平CLLLC谐振变换器的变频移相混合控制策略

三电平CLLLC谐振变换器因功率开关管承受电压应力低、功率密度大、软开关范围广的特点而闻名,但同时也存在启动电流过大、可调输出电压范围窄等问题。本文以正反向结构完全对称的三电平CLLLC谐振变换器为研究对象,详细分析了该拓扑结构的工作原理及其增益特性;在此基础上研究三电平CLLLC谐振变换器的软启动控制策略和变频控制(pulse-frequency modulation,PFM)升压、变频移相混合控制(pulse-frequency modulation+phase-shift modulation,PFM+PSM)降压的混合控制策略;最后通过Matlab/Simulink仿真验证本文所研究控制策略的有效性。仿真结果表明:本文研究的软启动控制能有效抑制启动阶段的电流过冲,变频加移相的混合控制策略能保证在宽输出电压范围的条件下满足开关管软开关特性,并且在模式切换和负载切换下都拥有较好的动态性能。

HIAF-BRing快循环全储能脉冲电源高低压切换控制及其切换点平滑算法

应用于强流重离子加速器装置增强环(HIAF-BRing)的快循环全储能脉冲电源需要在极宽的输出电压范围内保持极高的控制精度,为此电源采用了高压功率单元和低压功率单元串联的拓扑方式,在低压段采用低压功率单元,电压升高之后切换到高压功率单元,通过高低压切换控制来实现电流全阶段的高精度输出。但是在样机实测中发现存在切换点的振荡问题,导致切换点处的输出电流绝对误差无法满足指标要求。本文提出了一种切换点平滑控制算法来平滑处理切换点占空比,给出了仿真结果,并且在HIAF-BRing快循环全储能脉冲电源样机上面实际验证了高低压切换控制方法及其切换点平滑控制算法的有效性。实验结果表明:100 A注入平台的输出电流绝对误差由±500 mA降至±50 mA,100 A注入平台的切换点处输出电流绝对误差由±1.16 A降至±120 mA,100 A注入平台输出精度较低的问题得以解决。

PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器研究

输入电压和负载宽范围变化时,变频控制LCC谐振变换器的开关频率变化范围宽,而移相控制LCC谐振变换器难以实现宽范围零电压关断（zero voltage switching,ZVS）。为了在较窄开关频率范围内实现LCC谐振变换器的宽范围软开关,该文提出一种脉宽-脉频调制（pulse width modulation-pulse frequency modulation,PWM-PFM）混合控制LCC变换器。通过同时调整LCC变换器原边开关管的导通角与开关频率,在宽输入电压和宽负载变化范围内,提出的PWM-PFM混合控制LCC变换器能在稳压输出的同时保持变换器ZVS软开关工作。此外,PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器的开关频率范围较窄,简化了变换器磁性元件的设计。以工作在电容电压连续模式（continuous capacitor voltage mode,CCVM）的LCC谐振变换器为例,利用基波近似法,分析PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器的工作原理和控制特性,对谐振元件和控制参数进行设计。最后,通过一台100-200V输入、48V/500W输出的实验样机验证了理论分析的正确性。

一种无电解电容三相Zeta整流器

为了适应宽范围输出电压的应用场合,文中提出一种新型三相Zeta无电解电容整流器。该整流器是将三相电流型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器与Zeta电路集成,并将开关管复用得来的,因此继承了电流型PWM整流器和Zeta电路的优点。该整流器在可实现单级升降压的同时,还无须短路保护,无需电解电容和大储能电感,因此具有较高的功率密度和可靠性及较长的使用寿命。介绍该整流器的拓扑结构,分析其基本工作原理,推导其稳态数学模型并得到稳态电压增益。最后,进行仿真和试验。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

基于三电平半桥LLC的充电模块研究与设计

提出了一种先并后串的三电平半桥LLC拓扑结构,此拓扑结构不仅可以在较窄的频率范围内实现超宽范围的电压输出,也可以使输出端整流二极管的电压应力降为输出电压的一半。为了在超宽电压范围内实现软开关,又提出了在变频的同时加入变占空比控制。变占空比不仅可以实现全输出电压范围和全负载范围的零电压开通(ZVS),也可以实现两路串联输出的均压控制。研制了一台15 k W的原理样机,验证了此方案的可行性。

基于三电平LLC谐振型变换器在新能源汽车充电机的设计研究

车载充电机是新能源汽车动力单元的核心部位,又是与电网电压相接的设备,高效、高功率因数、小体积是其必须具备的功能,为了实现高效率和宽输出电压范围调节,DC/DC变换采用半桥三电平LLC谐振双向直流变换器拓扑电路,以提高充电机的效率和功率因数,通过描述其工作原理与特性设计元件参数与选型,并通过仿真验证高功率、宽电压范围输出的可行性。