高频开关电源变换器的数字控制研究

随着电力电子技术的迅速发展和高频开关电源变换器在各类电子设备中应用的日益广泛,数字控制技术因其卓越的性能和高度的灵活性成为研究的热点。通过分析数字脉宽调制(Digital Pulse Width Modulation,DPWM)生成数字占空比信号时产生的问题,引出将模拟控制信号转换成数字占空比信号存在的局限,进而基于Boost变换器提出一种类比例-微分(Proportional-Derivative,PD)的模糊逻辑控制器(Fuzzy Logic Controller,FLC)。该数字控制系统可以直接生成占空比信号而不会导致极限环振荡,并通过实验证明了设计的控制器的有效性。高频开关电源变换器的数字控制研究旨在为电力电子领域提供更加精确、灵活及高效的控制方案,进一步推动高频开关电源变换器技术的发展。

基于高频开关电源的通信设备整流模块设计与性能优化

文章基于高频开关电源的通信设备整流模块设计与性能优化展开研究,旨在提出一种高效稳定的电源解决方案。设计直流/直流(Direct Current/Direct Current,DC/DC)变换电路,实现对直流电压的变换和稳定输出,并设计多种监控电路,包括配电监控电路、绝缘监控电路、主监控电路,以全面监测和管理整流模块的工作状态,保障系统的安全稳定运行。通过优化调整脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)频率和占空比,确定最佳参数配置,获得稳定且低纹波的输出电压。这些研究成果为通信设备提供一种可靠的电源解决方案,具有重要的实际应用价值。

一种AC/DC离线式开关电源模块的设计

采用安森美/ON推出的集SenseFET和电流控制PWM为一体的控制芯片FSL106MR为智能穿梭车的CPU及控制电路提供DC5 V,电流为2 A的电源.根据反激式变换电路的工作原理,对EMI滤波电路、桥式整流电路,以FSL106MR为核心控制电路及高频高压器等设计实现在市电交流输入下直流5 V稳定输出.通过测试表明,在不同负载情况下,样机输出电压纹波小、工作稳定安全,符合设计指标要求.

基于开关频率调制的高频变压器励磁曲线测量方法及其电磁暂态模型

高频变压器是双有源桥(dual active bridge, DAB)变换器的关键器件,在运行中可能出现直流偏磁,构建具备铁芯非线性表征能力的高频变压器模型,是准确分析直流偏磁及其他涉及铁芯饱和的电磁暂态特性的基础。模型的关键在于准确测量高频变压器的励磁曲线。该文通过开关频率调制使DAB产生等幅值变频方波电压,对中间高频变压器进行变磁链激励,通过端口电压电流测量和计算获得其磁滞回线簇和励磁曲线。该方法不需要新增任何交流激励电源,可在DAB变换器投运时通过开关调制实现高频变压器励磁曲线的测量,解决了高频变压器励磁曲线测量低效率和高成本的难题。以1台高频变压器为对象,对其励磁曲线进行测量并构建电磁暂态模型,搭建DAB测试平台,开展了额定频率过电压和直流偏磁试验及仿真,模型仿真误差均在7%以内,均方误差最大仅0.0027。结果表明:考虑励磁非线性的高频变压器电磁暂态模型能够大幅提高铁芯饱和工况的仿真精度,对DAB电磁暂态特性分析与控制具有重要意义。

高频开关电源变压器的优化设计

在开关电源的设计中,功率变压器的设计是极为关键的,尤其当工作频率提高后,若没有新的变压器优化设计方法,是无法达到提高整个电源功率密度的目的。该文在深入分析了高频变压器的设计原理后,提出了一种有效的优化设计方法,可降低变压器的功率损耗,提高开关电源的效率。

基于有限元法的高频开关电源变压器绕组损耗分析

应用有限元法对高频开关电源变压器绕组损耗进行分析,分别对单股粗导线构成的绕组和由多股细导线并绕构成的绕组进行仿真,得到其绝缘损耗、磁滞损耗、欧姆损耗以及能量分布等参数。仿真结果表明,虽然单股粗导线构成的绕组绝缘损耗较小,但是其磁滞损耗和欧姆损耗比由多股细导线并绕构成的绕组要大得多,导致整体绕组损耗要大于由多股细导线并绕构成的绕组。所以用多股细导线并绕来代替单股的粗导线,可以有效地减小高频变压器绕组损耗。

开关电源高频变压器电容效应建模与分析

该文分析了开关电源中高频变压器在考虑了变压器绕组导体的电位分布情况下的电场储能特性和共模电磁干扰发射特性。指出采用一端口入端电容描述电场储能效应,而采用二端口转移阻抗电容描述共模电磁干扰发射效应,并提出了相应的参数计算方法。在此基础上,建立了新的高频变压器电容效应模型,该模型可以同时兼顾变压器的电场能量储存特性和共模噪音抑制特性,能合理地揭示变压器内共模噪音电流的流动机理。实验和仿真结果均验证了理论分析和模型。

高频开关电源变压器的设计方法

介绍了国内外高频开关电源变压器的研究现状及主要的设计方法。

高频开关电源中间抽头变压器线圈损耗的建模及其应用

中间抽头变压器由于两个副边线圈是分时工作,其线圈损耗模型不同于无抽头原副边线圈同时工作的变压器。本文采用线圈电流谐波分解和线圈窗口磁势分析的方法对中间抽头变压器线圈损耗进行建模和分析,结果表明变压器奇次电流的磁势在原副边线圈间平衡,偶次电流的磁势在副边两个线圈间平衡。该模型的建立有助于中间抽头变压器线圈的优化设计,中间抽头引出线设计以及线圈损耗的测量。在一个3kW变压器设计上的应用验证了模型的有效指导意义。

高频变压器次级串联开关电源的实现

基于平面变压器、次级软开关技术和CA1524控制器,设计了满载效率为90%的单级推挽逆变-全桥整流的12 V/220 V DC/DC变换器单元,以及次级绕组两级串联方案,实现了输出功率1 kW以上,满载效率90%。给出了实测波形和不同输入电压和不同输出功率条件下的整机效率曲线。实验结果表明,谐振软开关次级多级串联开关电源各项指标良好,适合输入端为低电压大电流应用场合。

高频开关电源变压器的设计分析

分析了高频变压器的电磁特性及设计方法,并给出2.5kw高频开关电源变压器的设计过程。

高频开关电源功率变压器的漏感

随着开关电源的日益广泛应用,电源的高频化、小型化等导致电磁干扰(EMI)问题在大多数应用环境中十分突出。作为开关电源核心部件的功率变压器的漏感是高频开关电源的主要干扰源之一。论述了高频开关电源中与功率变压器漏感有关的电磁干扰,分析了漏感产生的原因,讨论了漏感的计算方法,并给出了测量漏感的常用方法。

开关电源高频功率平面变压器热设计研究

高功率密度要求和高频下涡流损耗(包括磁芯和线圈的涡流损耗)的急剧增大对高频功率平面变压器的热设计带来巨大挑战。通过分析平面变压器热传递特性,提出一种可分别计算线圈和磁芯温升的热模型及其建模方法。此外,根据铁氧体磁芯的损耗温度特性,还提出一种平面变压器温度设计准则。实验证明提出的热模型具有足够高的工程精度,而提出的温度设计准则可使变压器具有良好的热稳定性,从而改善了平面变压器热性能。

高频开关电源功率变压器线圈优化设计技术

高频开关电源功率变压器线圈优化设计技术能有效减小变压器损耗以及尺寸,提高开关电源功率密度。通过线圈电流谐波分解及电磁场涡流方程,建立了高频功率变压器的一维涡流损耗模型,并应用于开关波形激励的高频功率变压器线圈,特别是里兹线线圈的优化设计。一个应用于输出双半波整流电路的中间抽头变压器线圈设计实验验证了优化设计的有效性。

高频开关电源变压器设计原理

分析了单管反激式开关电源的工作原理，提出了高频开关电源变压器工作过程中主要变量（原副方电流、电压、匝数比以及开关占空比）的计算方法，介绍了设计的几个基本规则．采用电流型双闭环ＰＷＭ控制器ＶＣ３８４２，给出了一种简单的他激式单管反激型开关电源的设计实例．实验结果表明，电源性能良好．

一种应用于开关电源的高频平面变压器的设计

介绍了高频平面变压器的特点和在高功率密度开关电源中的应用,详细的说明了一种高频平面变压器的设计过程,包括参数的计算和绕组的制作。最后通过试验验证了这种平面变压器符合设计性能要求。

开关电源之高频变压器设计

开关电源设计中的难点之一就是高频变压器的设计,由于高频变压器是开关电源中进行能量储存和能量传输的重要部件,其合理性与参数计算的正确性将直接影响到开关电源的整体性能。而衡量高频变压器的好坏,除了要考虑一般变压器中涉及的效率、运行特性等方面,还要考虑到其交直流损耗、漏感、线圈本身分布参数等诸多方面影响。本文主要介绍高频变压器具体参数的确定、及其在设计过程应当注意的问题及并提出相应的解决办法。由于高频高压变压器分布参数与变压器本身的绕组结构等因素有关,目前通过经验公式计算的分布参数,是一种粗略计算,只适合一些简单的理论分析。

开关电源中高频变压器的设计

在低压大电流开关电源中,高频变压器与普通变压器相比不同。高频变压器的初级绕组是非正弦波,且频率要求较高,因此必须考虑铁芯材料在有高次谐波时的影响。高频变压器的重量、体积增大,变压器的初级绕组的尺寸增大,都是由于绕线的复杂性造成的。鉴于这些原因,给出了高频变压器的详细设计方法和相关的仿真分析。

开关电源在氩气高频手术设备中的应用研究

电源是有源医疗设备的心脏部分,管控着设备的启动和关断。该研究基于市场上的大功率、高电压开关电源原理,设计了一款适用于氩气高频手术设备的开关电源,以替代原有的线性电源,解决原电源体积大、效率低、输入范围窄等问题。该开关电源采用它激式脉宽调制方式,由主电路、控制电路和辅助电路组成。经检验,使用开关电源的氩气高频手术设备可正常工作,并缩小了电源体积,满足设备安全性的要求。