基于次级改进型有源整流的无线电能传输系统

在无线电能传输(WPT)系统中,为了降低系统接收端复杂度且控制输出,出现了次级有源整流的整流模式,针对现有控制方法存在非阻性阻抗下效率低、控制策略设计复杂等问题,在此提出了次级改进型有源整流控制策略,降低了开关管的导通损耗及开关损耗,实现了效率优化,无需额外并联二极管也可保证效率,降低了系统成本,且控制方法简便,可实现恒流恒压输出控制,适用于电池充电的应用场景。首先介绍了系统结构与工作模态,其次详细分析了次级改进型有源整流提升效率及控制输出的原理,同时给出了具体的控制框图。最后设计了系统在恒流模式下3A输出和恒压模式下29.4V输出的验证装置,变负载下可实现恒定输出控制及模式切换,验证了系统的可行性和稳定性。

LCL滤波的电压型有源整流器新型主动阻尼控制

提出一种主动阻尼控制方法,在传统电压空间矢量控制中引入变流器侧电感电压高频分量反馈消除LCL滤波三相电压型有源整流器电流谐振现象。考虑采样保持、运算和脉宽调制引入的控制延时,建立了包括电流控制和LCL滤波器在内的存在一个采样周期延时的简化离散模型,在z平面分析其稳定性,通过调节反馈系数调整零极点,实现了系统的稳定控制。为不增加传感器的数量,利用参数估计得到变流器侧电感电压和网侧电压,大大减少了所需的电压/电流传感器的个数。最后,给出LCL滤波三相电压型有源整流装置的仿真及实验结果,证明了提出的主动阻尼控制及稳定性分析方法的可行性。

三相有源整流器中LCL滤波器主电感的优化设计

本文优化设计三相有源整流器中前端LCL滤波器的主电感。其目的在于选择主电感的最优电感值和评估在不同开关频率、空气流动速度及电感值的情况下损耗的量值。本文首先给出了主电感的详细优化设计过程。然后,在不同的条件下对优化设计的结果进行了比较和评估。最后,建立了一台实验样机来验证设计原理的有效性。

采用移相控制有源整流的全桥变换器

当移相控制有源整流全桥(PSCAR-FB)变换器中的输出整流二极管反向恢复时,整流二极管存在很高的尖峰电压,增加了二次侧开关管和二极管的电压应力。为解决上述问题,在一次侧引入了1个谐振电感和2个箝位二极管的辅助网络。详细分析了该变换器改进后的工作原理及稳态特性,并给出了主要参数的具体设计方法。在此基础上,设计了一台1.25 kW实验样机并进行了实验验证,实验结果证实了所提方法的可行性。

一种接收端有源整流的无线电能传输系统设计

针对无线电能传输系统输出电压受负载变化导致不稳定的问题,为满足用电设备稳定供电电压的要求,设计了一种接收端有源整流控制的无线电能传输系统。该系统在接收端采用有源整流控制,在无需发射、接收端通信的情况下,实现恒定输出电压的效果。首先介绍了系统结构与工作模态,其次详细分析了LCC-S补偿网络与接收端有源整流控制的原理,同时给出了恒压控制策略,最后结合具体的电路参数搭建一个60 W的实验平台,峰值效率可达84.4%,满足在变负载的情况下实现恒定的电压输出。

内含有源整流器的升/降压直流—直流变换器

介绍升压/降压直流一直流变换器MAX877/878/879的工作原理、特性。

具反向保护的有源整流器控制器

亚德诺半导体公司宣布推出Power by Linear?的有源整流器控制器LT8672,该器件具有至–40V的反向输入保护。其3V至42V输入电压能力非常适合汽车应用,这类应用具低至3.0V的最低输入电压和高达40V的抛载瞬变,在冷车发动和停-启情况下,必须始终保持稳定。LT8672驱动一个外部N沟道MOSFET,具20m V压差,与肖特基二极管相比,功耗可降低90%,无需昂贵的散热器。汽车应用要求在高达100k Hz范围内对AC输入纹波整流。

ADI推出有源整流器控制器LT8672

近日，亚德诺半导体（AnalogDevices，Inc．，简称ADI）公司宣布推出PowerbyLinearTM的有源整流器控制器LT8672，该器件具有至-40V的反向输入保护。其3V至42V输入电压能力非常适合汽车应用，这类应用具低至3．0V的最低输入电压和高达40V的抛载瞬变，在冷车发动和停一启情况下，必须始终保持稳定。LT8672驱动一个外部N沟道MOSFET，具20mV压差，与肖特基二极管相比，功耗可降低90％，无需昂贵的散热器。

新型有源箝位电流驱动型同步整流器

为了对同步整流器的门极驱动电压进行有效的控制,设计出一种带有源箝位电路的电流驱动型全波同步整流器。实验证明该整流器效率高,其开关管的门极驱动电压不受 I/O 电压电流影响。

有源前端整流器小信号模型稳定性研究

用小信号建模方法研究了有源前端整流器系统的稳定性问题。推导了有源前端整流器系统的状态空间模型,模型包括功率电路、电压电流闭环控制和锁相环等3部分。对得出的数学模型在平衡点处做线性化处理,建立系统小信号等效模型,通过数值计算方法研究了不同滤波电抗器参数对稳定输出功率限值的影响。最后通过三电平有源前端整流器的实际物理系统仿真,对数值计算结果做出验证,结果表明所述方法对于指定系统的参数设计和优化具有指导意义。

LCL滤波的三相整流器主动阻尼控制方法

LCL作为三相电压型有源整流器的输入滤波器存在稳定性问题,通常安置阻尼电阻以避免系统发生谐振。为使LCL滤波的有源整流器在无阻尼电阻的情况下稳定运行,以电压空间矢量控制为平台,提出引入交流滤波电容电流环的主动阻尼控制策略,改变了系统原本不稳定的极点。考虑采样保持、运算及PWM更新引入的延时,建立了包括电流控制环和LCL滤波器在内的存在一个采样周期延时的简化离散模型,并在z平面分析系统的稳定性,优化滤波电容电流环的放大系数。LCL滤波的电压型有源整流装置实验结果表明,整流器未发生电流谐振现象,证明了所提出的主动阻尼控制策略及稳定性分析方法的正确性。

有源中点钳位三电平零电流转换软开关变流器

提出了一种新型的有源中点钳位三电平零电流转换软开关变流器拓扑。该软开关拓扑每个桥臂使用两个辅助开关管和一个LC谐振支路实现了所有主开关的软闭合和软分断,同时辅助开关管没有开关损耗,此外开关过程产生的电压电流尖峰也大大减少。辅助开关管只在换流过程工作,其电流额定值远小于主开关,而且所有开关管的电压应力都被钳位为直流电压的1/2。该软开关变流器特别适合于中压大功率功率变换应用场合,可有效提高系统效率和开关频率。对电路的工作原理和谐振支路的设计进行了深入地分析,并通过一台80kW的半桥样机对提出拓扑可行性和优点进行了验证。

高速磁悬浮牵引系统大功率三电平整流器特定谐波消除脉宽调制策略

高速磁悬浮列车牵引供电系统采用大功率背靠背三电平有源中点钳位(ANPC)变流器。为在低开关频率下降低网侧电流谐波,基于三相静止坐标系的线性扩张状态观测器(LESO)和比例谐振(PR)控制,提出一种适用于大功率三电平整流器的特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)策略,并设计相应的死区补偿方法。高速磁悬浮列车在运行过程中,定子段换步会造成逆变侧负载剧烈变化,从而引起网侧电流的大幅度改变。考虑到SHEPWM动态性能较差,提出一种在换步阶段对离线计算的开关角进行在线修正的方法,可提高基于SHEPWM整流器闭环控制的动态调节能力。最后,利用背靠背三电平ANPC变流器实验平台进行实验,验证了SHEPWM提高网侧电流质量的优越性以及所提策略提高SHEPWM闭环控制动态性能的有效性。

新型国产大功率变频器及并联技术在二十辊轧机的应用

针对二十辊可逆冷轧机生产线,介绍了天津电气科学研究院TAC1系列高性能大功率变频产品的应用。整体传动系统采用AIC有源整流单元和逆变器组成公共直流母线形式的多传动系统,首先介绍了系统的装置选型、变压器容量的计算,然后描述了装置并联的高速光纤通信并联方式,以及系统的PROFINET通信网络。通过上位机IBA分析软件记录的装置实时参数曲线,反映了逆变器运行时的转速和转矩精度;使用功率分析仪测量的电网数据对电网侧功率因数进行了分析;同时为了避免装置超温故障导致系统无须停机造成断带,导致废品率提高,系统可对环境温度和装置温度实时预报警,实现了张力可控停机,减少断带几率。该系统在保证系统稳定运行的同时,提高了系统的控制精度,同时减小了能源的消耗。

功率变换技术及其应用

介绍了整流技术的现状,比较了各种整流技术的特点,提出了整流技术的发展趋势,并提供了有关技术数据,可供不同工业应用选择整流方案时参考.

大功率IGCT变换器的几个问题

本文讨论大功率IGCT变换器的几个问题:三电平变换电路中的钳位电阻的作用;IGCT逆变器的过流保护和短路保护;IGCT变换器的输出容量与开关频率和输出频率的关系;在有源整流器中采用SHEPWM方法生成PWM信号;如何用4.5kV器件构造6.9kV逆变器。

基于DSP的矿用三电平变频器研制

变频器三电平与两电平相比较可以使功率器件所承受的直流母线电压减小1/2,抑制输出电压谐波。使电机温升大幅降低。论述的矿用隔爆兼本质安全型三电平变频器具有结构简单、体积小,调速范围宽,节能显著,维护维修量小的优点。

兼顾稳态效率和暂态升压能力的LLC变换器

针对服务器前端电源等对稳态效率和暂态升压能力具有特殊需求的应用场合,在LLC谐振变换器的整流电路中引入辅助开关网络,得到了一种改进的LLC谐振变换器。在额定输入电压附近,辅助开关网络保持关闭,变换器采用脉冲频率调制(PFM)调节输出电压;而当输入电压跌落时,辅助开关网络采用脉宽调制(PWM)策略,工作状态和Boost变换器类似,使变换器获得了额外的升压调节能力。对改进的LLC变换器的工作过程、电压增益特性进行分析,并给出了参数设计的方法。励磁电感的设计只需考虑稳态工作点的性能需求,与电压增益范围无关,有效减小了传统LLC变换器变压器因励磁电感过小而额外引入的环流损耗。最后通过实验验证了所提方案的可行性和有效性。

一种用于振动能量获取的接口电路

提出了一种应用于振动能量获取的低压高效接口电路.采用输入电压作为接口电路的电源电压,当输入电压较低时,整个接口电路处于休眠状态,电路无功耗,从而提高了电路的能量转换效率.整流器中的比较器采用衬底输入,有效地降低了电路对电源电压的要求,使得最低输入电压仅为0.2V.基于SMIC0.18μm 3.3V标准CMOS工艺,采用Cadence Spectre进行了仿真验证.当输入电压为0.2V(100Hz),负载为40kΩ时,电压转换效率高达89%;当输入电压为0.25V(100Hz),负载为40kΩ时,能量转换效率达到80%,电路的最大能量转换效率高达90%.

基于自适应并联电感同步开关控制的压电能量俘获电路设计

并联电感同步开关(P-SSHI)电路可有效提高压电能量俘获能力,但其效率受到开关控制精准性、整流电路导通压降等因素的影响。提出了一种将超低压降有源整流与自适应P-SSHI结构相结合的高效压电能量俘获电路。其中,超低压降有源整流的上半桥采用交叉耦合被动开关的PMOS对管结构,下半桥则采用有源电路控制开关的NMOS对管结构,以降低整流电路的导通压降。自适应P-SSHI结构通过对整流电路中的电流进行过零检测确定同步开关的闭合时刻,对L-C振荡回路中的电流进行过零检测确定同步开关的断开时刻,以提高开关控制的精准性。实验结果表明,所提电路可以实现同步开关的自适应控制,并可有效提高压电能量俘获电路的整体效率。在负载电阻100 kΩ的情况下,所提电路的输出功率为291.35μW,相比于全桥整流电路的125.32μW,提高了132%。