提高不对称半桥反激变换器轻载效率的数字化控制方法

传统的不对称半桥反激变换器(Asymmetrical half-bridge flyback converter,AHBFC)控制方法是采用互补PWM控制.在轻载时,由于其箝位管导通时间过长,初级侧具有很大的导通损耗和循环损耗,变换器效率较低.为了解决轻载效率低问题,提出了一种基于TMS320F28335的数字化控制方法.采用非互补PWM控制,结合电感伏秒平衡关系设计控制算法预估励磁电流的过零点,变换器工作于断续模式,从而大幅降低了变压器初级侧的导通损耗和循环损耗;在主开关管开启前,引入辅助脉冲,使功率开关零电压开通(zero-voltage switching,ZVS),实现了开关损耗的降低.分析了互补控制下轻载运行时的主要损耗,给出了所提控制方法的工作原理和设计流程,并将该方法应用于一台输入电压48 V,输出12 V/100 W的数字电源原理样机.实验结果表明,在轻载下,采用提出的控制方法,变换器能够实现两个开关管的零电压开通,相较于传统互补的控制方法,转换效率提高了3%~11%,空载电流降低了37.5%.

高效非对称半桥混合反激变换器的分析与设计

采用广义状态空间平均(GSSA)方法,建立了传统反激变换器的数学建模。理论分析、仿真分析和设计实现了基于混合反激控制器XDPS2201与同步整流控制器IR11672AS的谐振软开关(ZVS)非对称半桥混合反激开关电源,并采用模拟控制器ICE3PCS03G实现网侧功率因数校正。主要电气参数:单相交流电源输入,直流电压48V输出,输出功率600W,整机峰值效率高于94%,输入功率因数0.99以上。

不对称半桥反激变换器的设计

为了提高充电器效率和简化电路结构,采用不对称半桥反激式变换器作为锂电池充电器的主电路,详细分析不对称半桥反激变换器的工作原理和软开关条件,给出主电路参数之间的关系式,并利用关系式设计150 W样机进行实验验证;实验结果表明,所有功率器件均实现了软开关。采用不对称半桥反激变换器设计的锂电池充电器具有结构简单,效率高,电磁干扰小的优点。

高场非对称波形离子迁移率谱的正弦切割波形产生与离子分离特性

高场非对称波形离子迁移率谱(FAIMS)是一种利用不对称电场进行气相离子分离和检测的新技术。本文使用一种基于单电感反激电路产生正弦切割波形的方法,实现FAIMS的非对称分离电场,分析了该正弦切割波形在在0.8 MHz～1.4MHz频率范围的波形变化规律;使用10.6 eV(λ=116.5 nm)紫外灯为离化源的平板型FAIMS器件,研究在正弦切割波作用下的离子分离效果。结果表明,所产生的正弦切割波的正弦部分不随频率变化,当频率变化到1 MHz(即正弦部分与整个周期比值到达0.42)时,离子分离效果和检测分辨率最优。

用于微逆变器的有源箝位反激的一种控制策略

针对光伏微逆变器对变换器效率要求很高的特点,在此研究了一种应用于微逆变器的基于断续导通模式(DCM)/连续导通模式(CCM)混合工作的有源箝位反激变换器,并采用非互补驱动主开关管与辅助开关管的方式,转移漏感能量到次级,有效抑制了反激变换器初级主开关管关断时的电压尖峰,使反激变换器主开关管的耐压可降至150 V或200 V,大大增加了效率优化的可能性。阐述了该变换器的工作原理,给出了关键参数的设计参考,进行了样机实验测试。实验结果验证了该控制策略的可行性及此控制策略下变换器的高效率。

一种不对称半桥反激变换器的设计方法

研究了不对称半桥反激变换器的参数设计方法。首先,简单介绍了变换器的工作原理和波形。其次,针对谐振类变换器谐振参数设计不准确的问题,提出了一种修正的变换器电流的数学计算方法,引入正弦基波等效的方法,对次级输出电流进行等效,用于谐振参数设计,据此设计变换器的各项参数,包括:变压器匝比、励磁电感及隔直电容。最后,通过搭建一台64 W的不对称半桥变换器样机,以验证参数设计的合理性和有效性。

基于不对称半桥反激结构的中间母线变换器研究

中间母线变换器(Intermediate Bus Converter,IBC)可实现母线电压的固定比例隔离变换,由于其工作在开环或半开环的控制模式下,占空比固定,可实现软开关,因此具有极高的转换效率和功率密度[1],与负载点电源级联,可构成中间母线架构(Intermediate Bus architecture,IBA),在通信、计算领域大量应用.本文基于不对称半桥反激结构的稳压原理和技术特点,采用前馈控制的方法,实现了IBC的开环稳压控制,解决了IBC电源输出电压稳定度差的问题,同时实现了功率开关的零电压开关(zero-voltage switching,ZVS)和输出整流开关的零电流开关(zero-current switching,ZCS),大幅降低了开关损耗,提升了转换效率.首先,本文详细分析了该结构的工作原理,推导出了软开关实现条件和电路参数的设计方法,然后根据该结构的传输增益公式,设计了电压前馈PWM控制方案,并通过PSIM软件进行仿真验证,最后,搭建了一台输入为36~60V,输出为12 V的100 W/300 kHz的原理样机.实验结果表明,通过前馈稳压控制,全输入范围内输出电压变化幅度达到80 mV以内,且转换效率均大于90%,峰值效率达到91.25%,并且实现了功率开关零电压开通、输出整流开关零电流开通.

无线充电系统不对称半桥反激PFC电路研究

为了减轻无线充电过程中对电网造成的谐波污染,本文结合不对称半桥变换器和反激变换器的优点,设计了无线充电系统不对称半桥反激式PFC电路,分析了此新型PFC电路的工作原理以及实现软开关的条件,并进行了仿真验证。实验数据表明:不对称半桥反激式PFC可实现开关管的ZVS运行,该电路使开关损耗明显降低,降低了EMI,提高了无线充电设备的功率因数,降低了对电网的谐波污染。

基于交错反激的光伏控制器及其控制策略的研究

传统的两级式微型逆变器高频DC/DC变换器通常采用单反激式变换器,它具有电路结构简单的优点,但其功率却受到变压器铁心磁状态限制,难以应用在高于100瓦的场合。因此提出使用将交错并联反激电路应用在两级式微型逆变器中,其与单反激式电路相比较具有输出功率翻倍,输出电流脉动小,直流母线输出电压纹波小的优点,并且同样具有电路结构简单,容易做最大功率点跟踪的优点。最后通过matlab/simulink进行仿真实验,使用不对称模糊控制进行最大功率点跟踪进行验证,该电路能够应用在200W的微型逆变器中,并且在光照变化的条件下,能够在0.0005s内跟踪到最大功率点。