高频链AC-DC矩阵变换器的变控制频率软开关调制策略

针对高频链AC-DC矩阵变换器的高效率要求,提出了一种变控制频率软开关调制策略。该调制策略在基于零矢量嵌入的分段同步控制策略基础上,以单控制周期平均功率不变为原则,通过改变控制周期长度,并调整一个控制周期内的电压矢量排布,优化脉冲宽度,使变换器在换流时全部开关器件的零电压开通成为可能。通过仿真分析和实验证明,采用本文提出的变控制频率调制策略,变换器在整流和逆变模式下,均可实现网侧电流三相平衡正弦,功率因数达到0.981,输出电压纹波小,最高效率达到96.9%,实现了高性能、高效率运行。

基于移相全桥DC-DC变换器的城市轨道交通车辆高频充电机软开关实现方法

目的:为了提高城市轨道交通车辆充电机的供电效率和功率密度,基于软开关技术,对PS-FBC(移相全桥DC-DC变换器)在轨道交通车辆高频充电机中的应用进行了研究。方法:分析了PS-FBC电路在3种工作模态下的运行特点,建立了过谐振模态中高频电流与电容电压的时域解析数学模型。基于该模型深入分析了电压极性翻转特性,探究了死区效应下电压极性翻转的触发条件,提出一种死区时间优化设计方法。通过PSIM软件对PS-FBC时域解析数学模型进行了仿真验证。结果及结论:PS-FBC工作在重载且过谐振条件时,将开关频率设置在靠近谐振频率附近,可以避免电压极性翻转现象的发生。通过合理设计开关死区时间,可以改善软开关的工作特性,降低PS-FBC的系统损耗,提高城市轨道交通车辆充电机的供电效率。通过多种工况下的仿真结果,验证了死区时间优化设计方法的有效性。

基于新能源发电改进型移相全桥变换器研究

新能源发电中需要广泛使用移相全桥变换器,以实现软开关技术从而减小系统的开关损耗。而传统移相全桥直流变换器滞后臂在轻载时难以实现ZVS,导致系统大功率输出时效率降低以及系统换路时容易产生尖峰电压、电流等现象,针对这一问题,提出了一种改进的有源软开关移相全桥DC-DC变换器拓扑。系统首先提出了改进变换器的拓扑结构,在此基础上对其工作模态进行了研究分析,并合理优化相关器件的选型,最后通过系统仿真及试验平台进行了系统仿真和试验测试,结果表明,所设计的加入辅助电路改进型移相全桥直流变换器在轻载情况下,能够使变换器滞后臂达到软开关效果,同时,在大功率输出情况下,对器件发热、电压波形振荡均有较好的抑制作用,系统整体效率变高,同时可靠性、稳定性变强。

三重移相控制的DAB变换器多目标统一优化控制策略

针对双有源桥变换器存在电流应力大、全部开关管软开关实现困难以及动态响应慢的问题,提出1种基于三重移相控制的多目标统一优化控制策略。分析三重移相控制正向功率流的全局模式,选出其中3种高效率模式并建立电流应力和软开关解析模型。结合模型,采用成本函数优化方程推导不同模式下的最优移相比组合和最小电流应力,使开关管运行在零电压开关功率约束范围内。同时在效率优化过程中引入虚拟功率分量,构建小信号模型并阐明不同状态变量的小扰动对输出电压的影响较小。实验结果表明,所提控制策略可以在全功率范围内降低双有源桥变换器的电流应力且使所有开关管实现零电压开通,同时还能够提高输出电压的动态性能。

基于扩展移相的隔离型AC-DC变换器零矢量PWM调制策略

传统隔离型双向AC-DC变换器多为两级式结构,变换器效率低、控制系统复杂,现有的单级式解决方案通常依赖大量实时计算,难以兼具低电流应力、宽软开关范围和高功率传输能力特性。为此,该文设计基于双有源全桥的新型单级隔离型双向AC-DC谐振变换器,提出一种含有零矢量的复合频率调制策略。从高频开关周期入手,利用数学推导,证明所提方案在实现自动功率因数校正功能的同时,可降低开关器件的开关频率,免除附加吸收电路,实现交直流全桥的软开关,且几乎无功率回流,从而有效提升变换器的功率传输能力,所提单变量调节方法简化控制系统设计。最后,搭建额定功率为450W的仿真和实验平台,证明理论分析的正确性和调制策略的可行性。

基于双重移相控制的双有源桥DC-DC变换器的软开关

通过分析双重移相控制下双有源桥DC-DC变换器的工作模式与各桥臂IGBT实现软开关的约束条件,得出了满足软开关条件的高频变压器漏感参数设计方法与死区时间限制条件;根据变换器稳态运行各阶段电路状态数学模型的分析,实现了通过对电路参数的优化设计降低变换器开关损耗,从而提高双有源桥直流变换器的效率。最后,根据理论推导结果设计变压器漏感并试验,试验结果表明所提出的设计方法对增加软开关实现范围和提高变换器效率的有效性。

一种新型的移相软开关变换电路

在移相控制的串联谐振全桥软开关变换电路基础上，通过将滞后管改善成单向开关的方法，提出了一种零电压、零电流变换电路，并给出了实验结果。

移相全桥零电压PWM软开关电路的研究

介绍了移相全桥零电压PWM软开关电路的组成及工作原理,从时域上详细分析了软开关的工作过程,阐述了超前臂和滞后臂的谐振过程,依据能量交换守恒原理对谐振电感和谐振电容的选取进行了探讨。最后针对PWM软开关电路特有的占空比丢失以及实现软开关需要加入死区时间的现象,分析了移相全桥零电压PWM软开关电路合理的最大占空比并进行了计算。实验验证了谐振电感和电容取值的合理性。

软开关相移PWM感应加热技术的研究

介绍一种新型软开关相移PWM感应加热逆变器及其工作原理 ,提出一种简单的控制电路来实现感应加热电源的频率跟踪。

移相控制对称半桥变换器软开关条件

对称半桥变换器移相控制软开关技术利用电路寄生参数产生谐振,实现开关器件的零电压开关状态,主要包括开关器件的寄生电容和变压器漏感。在实际应用中,因寄生参数不够,可通过外加谐振器件的方式帮助软开关。本文简要分析了移相控制对称半桥变换器的工作原理和换流过程。通过对软开关过程中的等效电路分析,获得了谐振器件参数与变换器稳态工作条件之间的条件关系,可作为软开关条件下选择开关器件寄生电容以及外加谐振器件参数的依据。样机实验验证了使用该条件能够作为移相控制对称半桥变换器软开关设计的有效依据。

移相全桥型零电压软开关电路谐振过程的研究

介绍了移相全桥型零电压软开关电路的原理。采用等效变换法分析了电路中存在的两种不同谐振过程，得出了实现零电压开关的条件；给出了在一台单相交流２２０Ｖ输入、－４８Ｖ１．５ｋＷ输出的通信电源上的实验结果。

一种带辅助桥臂的移相全桥软开关变换器分析

针对传统移相全桥ZVS变换器滞后桥臂零电压开关范围窄、占空比丢失严重、功率损耗较大等缺点,提出了一种带辅助桥臂的移相全桥变换器拓扑。分析了该电路的工作原理、功率损耗情况和辅助桥臂控制方法,给出了辅助桥臂参数设计的计算公式。最后研制了一台功率为1 kW,工作频率为16.7 kHz的样机,通过实验验证了该移相全桥电路相关理论的正确性。

移相式 PWM 逆变器软开关分析与主电路改进

介绍了移相式ＰＷＭ逆变工作原理和主电路的电压软开关工作过程，给出了通过改进主电路消除过电流尖峰的方法。应用结果表明，该电路具有开关损耗低、不产生显著的电磁干扰、可靠性高等优点。

基于移相控制的大功率并联软开关电源的研究

采用AVR单片机实现了大功率并联软开关电源的数字化控制,并设计了主电路系统,研究了移相全桥变换器的工作原理。电源采用模块并联技术和主从控制方式,构成了N+1冗余结构,并研制了一台180kW的样机。实验结果表明,该电源系统控制效果良好,具有很强的灵活性和可靠性。

基于AVR的移相全桥软开关电源的研究

针对传统单晶硅直流加热电源的缺点,介绍了一种采用AVR单片机和UCC3895设计的大功率移相全桥软开关电源,给出了主电路的拓扑结构,分析了变换器的工作原理及控制系统的设计方法。采用ATmega64作为核心控制芯片实现了电源输出功率的数字PI调节,并研制了一台135kW,26kHz的样机。实验结果表明,该电路工作稳定,实用价值高,与传统的晶闸管相控整流电源相比,具有体积小、效率高、成本低等优点。

基于移相控制的软开关臭氧电源

研究了一种基于直流母线开关和谐振电容实现所有开关器件软开关的新型高效臭氧发生电源,分析了电路半周期的6个工作模态,得到了软开关实现的时序控制条件.采用IGBT模块作为电源开关,使用TMS320F28335作为控制器,设计了一台160g/h规格的臭氧发生器样机.该样机中,通过PSPWM移相调功实现臭氧产量调节,采用臭氧发生管端电压的PI闭环控制和软件锁相负载频率自动跟踪技术保障负载工作在准谐振状态.电源长期运行稳定可靠,运行测试波形与理论分析及仿真相当吻合,具有较大的实用价值.

移相全桥ZVS软开关电源研究

设计了一种用于电镀电源的移相全桥控制软开关DC/DC变换器的主电路,通过MATLAB/SIMULINK,建立了主电路仿真模型,仿真分析了超前桥臂和滞后桥臂实现零电压开关的设计原理,并对其进行了验证,同时使用TMS320LF2407A作为主控芯片,及IGBT作为主开关,试制了一台24 kW/20 kHz的样机,实现了数字移相控制及全桥变换零电压软开关,试验波形验证控制方案的正确性与有效性。

双闭环控制的移相全桥软开关变换器的研究

针对硬开关PWM变换器的开关损耗大的问题,主电路采用ZVS PWM全桥变换器电路拓扑。通过变压器原边隔直电容与变压器漏感的谐振作用,实现功率管零电压开关。控制电路基于UC3879设计了双闭环控制系统。开关变换器将电流峰值作为控制对象,电流内环降阶处理等效为一个比例环节,电压外环采用带电容反馈的PI调节器。推导了整个系统的传递函数,并对调节器参数进行设置。通过Matlab仿真及实验测试,验证了设计结果的正确性。使系统达到良好的控制指标。

一种箝位软开关移相全桥电路研究

针对传统移相全桥电路存在的变压器及次级二极管电压振荡问题,提出一种在变压器初级插入一个耦合电感及箝位二极管臂的方案。该电路既能实现滞后臂开关管的零电压开通(ZVS),又能抑制变压器寄生电容和初级谐振电感产生的变压器电压振荡及伴随的次级整流二极管尖峰电压。详细阐述了电路各阶段工作过程,重点分析了耦合电感和卸能电阻的设计。最后设计了一个1.5 kW直流变换器电路,测试结果表明开关管均实现了ZVS,变压器电压被有效箝位,次级二极管的电压尖峰得到了抑制。

基于C8051的软开关用移相PWM的实现

通过C805l单片机的可编程计数器列阵PcA来实现软开关用移相PwM触发脉冲,实验结果表明通过此法产生的PWM波调试方便,运行可靠,可应用于多种软开关电路中。