基于Sepic和Flyback混合拓扑的辅助电源设计

分析了Sepic和Flyback拓扑结构,根据DC/DC模块电源对辅助电源的需求,提出了Sepic和Flyback混合拓扑的辅助电源,能够输出多路不同幅值电压,并且可以实现各路输出电压之间的隔离。利用状态空间平均法建立了Sepic拓扑的小信号模型,设计了电压和电流双环控制的补偿器,并用Matlab仿真软件进行了分析。该辅助电源应用于一款非隔离的宽范围输入且输出可调的DC/DC模块电源,实现了三路互相隔离的12 V输出电压,一路非隔离的6 V输出电压,输出电压波形稳定,能够满足隔离悬浮供电,也能满足不同芯片对电压范围的要求。

准谐振Flyback变换器分析与设计

设计了一台65 W输出的准谐振反激变换器(QR-Flyback)。分析了QR-Flyback的谷底开通原理与开关损耗减小机制,对比了系统在不同工况下的频率特点与损耗特征,总结了变频控制的优势与不足。结合NCP1380控制器的跳频控制功能,对系统各部分的硬件电路参数进行详细设计,有效提升了整机效率。最后,通过仿真和实验验证了理论分析与参数设计的可行性。

单开关Buck-Flyback功率因数校正变换器

针对传统Buck功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电流谐波分量高的问题,提出一种单开关Buck-Flyback PFC变换器。它由Buck PFC变换器与Flyback PFC变换器的输入和输出分别并联并合并主开关管而构成。当输入电压低于输出电压时,变换器工作于Flyback模式,消除了传统Buck PFC变换器的输入电流死区,进而降低了输入电流谐波。分析工作在断续模式的单开关Buck-Flyback PFC变换器的输入电流特性,理论分析表明,该变换器可在全电压输入范围内获得高功率因数与低总谐波失真率,满足IEC 61000-3-2 C类法规对输入电流各次谐波的要求。最后,通过一台96 W实验样机验证理论分析的正确性。

Boost-Flyback单级PFC变换器

设计Boost-Flyback单级功率因数校正(Power factor correction,PFC)变换器主要应着眼于两点:一是功率因数(Power factor,PF)值要求;二是直流母线电压。为了给设计提供依据,本文详细推导了其功率因数及储能电容电压表达式,分析了它们与电路参数的关系,定量地给出变换器达到所需PF值的条件,指出当后级Flyback工作在电流断续模式(Discontinuous current mode,DCM)时,储能电容电压不随负载变轻而上升,避免了功率器件电压应力过高的问题。最后设计了PF>0.9的原理样机,通过实验验证了分析的正确性。

一种基于Flyback拓扑的智能充电技术

基于Flyback拓扑,提出一种低成本、可靠的调压电路,实现对铅酸电池均浮充充电的控制。利用PWM信号,通过二级RC滤波电路,产生一个与占空比有关的直流电压。将此直流电压加在反馈基准芯片TL431的Vref管脚,通过改变反馈电压实现输出电压的可调。经过多次的电路测试,验证了在PWM控制下实现对铅酸电池的均浮充充电控制。研究结果表明,设计的PWM调压电路可以实现对电池的智能充电,具有一定的工程价值。

升压Flyback变换器的漏感能量吸收电路

首先分析Flyback变换器中漏感对主开关端电压和效率的影响,比较几种漏感能量吸收电路的优缺点,在此基础上提出并分析一种新型漏感能量吸收电路。在吸收漏感能量、消除主开关电压尖峰的同时,将吸收的能量提供给控制电路,提高了效率。并通过试验验证了这一电路的效果。

一种Flyback软开关实现方法

提出了一种 Flyback 电路 ZVS 软开关实现方法,即通过附加一个绕组,使激磁电感电流反向,从而来创造 Flyback 电路主开关的 ZVS 软开关条件;分析了其工作原理及电路参数的设计;最后的实验结果验证了该电路的工作原理及有效性。

Flyback变换器的分数阶建模与控制研究

为了建立更准确的变换器模型并提高变换器的稳定性和抗干扰性,文中基于分数阶微积分理论和状态空间平均法,建立了电感电流连续模式(CCM)下Flyback变换器的分数阶数学模型和分数阶状态平均模型。首先,推导出直流稳态工作点、电感电流、电容电压的纹波和峰值表达式,并分析了Flyback变换器运行于CCM模式下的参数条件;其次,在建立的Flyback变换器分数阶数学模型基础上,结合滑模控制强鲁棒性的特性,提出分数阶终端滑模的控制策略,并设计给出了分数阶终端器的滑模面和控制率;最后,利用Simulink对Flyback变换器分数阶模型和分数阶滑模控制器进行仿真。结果表明,Flyback变换器的分数阶模型能更真实地反映变换器的动力学行为,设计的分数阶终端滑模控制器能有效跟随目标输出电压、电流并降低系统纹波,从而提高系统的稳定性和鲁棒性。

一种新型交错并联Boost-Flyback直流升压变换器

光伏/燃料电池发电系统的前级输出电压低,为提高输出电压通常需要高升压比直流变换器。针对这一问题,提出了一种新的交错并联Boost-Flyback变换器(interleaved Boost-Flyback converter,IBFC)。该变换器采用Boost与Flyback变换器交错并联的方式来减小输入输出纹波,并利用Flyback变换器的变压器匝比来获得较高的电压增益。Flyback变换器的变压器主边通过电容与输出端相连接,可将输入侧漏感能量转移到输出,减小了漏感损耗。变换器中间的储能电容极大减小了开关管的电压应力,进一步提高了转换效率。分析了IBFC的各种工作状态,推导了各元件的电压应力。实验结果验证了变换器的可行性。

一种带功率解耦的Flyback微型逆变器研究

单相光伏并网逆变器中由于输入输出瞬时功率存在差异,通常需要并联很大的电解电容来平衡这部分功率,由于电解电容寿命短,严重限制了逆变器的寿命,所以在电路中加入功率解耦单元,用长寿命的薄膜电容代替电解电容。本文研究一种带功率解耦的Flyback微型逆变器,并对其进行参数计算和损耗分析,推导出了通用的计算公式,最后通过仿真和实验验证了该拓扑的可行性。

DCM-CRM Boost-Flyback单级PFC变换器

为了实现功率因数校正(PFC)功能,单级Boost-Flyback变换器的前级Boost变换器通常工作在断续导电模式(DCM),为了实现高效率,通过控制使后级Flyback变换器工作在临界连续导电模式(CRM)。详细分析了变换器的工作原理和功率因数、中间储能电容电压、开关频率等相关工作特性,并搭建了60 W的实验样机,验证了此变换器能够仅使用1个开关管和1个峰值电流模控制器,同时实现PFC功能和恒定输出电压,且相比DCM-DCM,DCM-CRM Boost-Flyback单级PFC变换器在保持相同功率因数的前提下,提高了变换器的效率。

一种一次侧控制的Buck-Flyback单级功率因数校正变换器LED驱动电路

本文提出一种一次侧控制的Buck-Flyback单级功率因数校正(FCP)变换器LED驱动电路,分析其主电路的工作原理和一次侧恒流控制策略的原理。它由共用一个开关管的前级Buck变换器和后级Flyback变换器级联而成,前级Buck变换器实现PFC功能,后级Flyback变换器实现DC-DC恒流输出。该LED驱动电路无需使用光耦和二次电流采样电路,仅使用一个开关管和一个控制器,就能够实现高功率因数、高效率、低成本和无频闪。最后设计了一台36W的实验样机验证了理论分析的正确性。

高效率高增益Boost-Flyback直流变换器

提出一种基于Boost拓扑与反激拓扑有机组合思想的Boost-Flyback变换器,Boost环节与反激环节共用输入支路,使电感–变压器的漏感能量得以利用,消除了漏感损耗,并实现了开关管电压钳位,减小了开关管电压应力;Boost与反激环节的输出支路串联,实现了高电压增益;Boost-Flyback变换器输入并联输出串联,进一步提高了变换器的电压增益,同时减小了输入输出电压及电流纹波。提出新拓扑的DCM-ZVS工作模式控制方法,并在开环方式下实现了输出功率的控制。详细分析拓扑的工作原理、电压增益特性及控制方法。通过230 W 30 V/380 V的实验样机验证理论分析的有效性。

Soft-switching Grid-connected PV Inverter With Interleaved Flyback Topology

提出一种应用于单个光伏组件的软开关交错反激并网逆变器拓扑及其软开关控制策略。针对反激变压器漏感问题，提出漏感能量吸收回馈电路，实现了漏感能量吸收再利用，并实现了开关管漏源电压的钳位，提高了变换效率同时降低了开关管关断电压尖峰；提出基于数字处理器的反激变换器变开关频率谐振软开关控制策略，实现了开关管的零电压开通，同时改善了逆变器的电磁兼容特性；提出的交错并联反激逆变器有助于减小变压器和滤波器的体积，提高功率密度。详细分析变换器的工作原理，分析变开关频率谐振软开关控制方式的原理和实现条件，最后进行实验验证。

宽电压RCD钳位Flyback变换器的参数优化设计

分析了RCD钳位Flyback变换器的工作原理及能量传输过程特点,得出了励磁电感、滤波电容、吸收电阻以及钳位电容等参数在宽电压范围内的变化规律。针对分布式发电系统、UPS等特殊应用环境下,需要Flyback电源能够在宽电压范围内都能正常工作,因此考虑到全动态范围内的最恶劣工况,给出了RCD钳位Flyback变换器各元件参数的设计方法,使得变换器在全动态范围的工作性能都能符合设计指标要求。最后通过仿真和实验验证了宽电压范围参数设计的合理性。

实现二次升压功能的Forward和Flyback变换器

为了克服光伏/燃料电池发电系统前级输出电压低,确保光伏/燃料电池在并网前实现高电压增益,介绍了2种组合设计的直流变换器(Boost-Forward和Boost-Flyback)的设计原理。通过Or CAD Pspice软件对其进行建模和仿真,证明了这种设计原理的准确性和用于提高太阳能电池输出电压的可行性。通过对降低输入电流纹波、输出电压纹波和开关管电压应力进行仿真分析,实现电路参数的最优化设计。

一种同步整流Buck-flyback拓扑的研究

随着数字控制芯片DSP/FPGA在模块电源中的广泛应用,其待机静态工作电流大、功耗高的问题也日益突出。采用传统的辅助电源方式难以满足设计要求。提出了一种同步整流Buck-flyback拓扑,分析了其工作原理,并推导了其稳态工作基本关系。通过构建实验样机平台,证明了理论分析的正确性。

一种Flyback-Boost非隔离型高增益直流变换器

提出一种Flyback变换器与Boost变换器相结合的非隔离型高增益直流变换器。该变换器中的Flyback变换器变压器原边电感和Boost变换器电感共用,Flyback变换器的开关管和Boost变换器开关管共用,Flyback变换器的输出和Boost变换器的输出串联,变压器漏感能量能够回馈到Boost变换器的输出,从而获得高增益高效率特性。电路具有结构简单、开关器件电压应力减少的优点。详细分析了拓扑工作原理、电压增益与效率特性。制作了一台100kHz开关频率/80W负载/24V输入/200V输出的实验样机,样机在轻载下可达到91.6%的效率,实验波形验证了理论分析的正确性。

基于SSL4101T的Boost-Flyback电源设计

针对LED驱动电源高转换效率及高功率因数的要求,引入了基于SSL4101T控制芯片的LED驱动电源设计。详细介绍了两级有源功率因数校正(APFC)技术及Flyback拓扑转换电路的工作原理及过程,结合具体电路给出相关外围器件、功率器件以及磁性元器件的参量选型,最后试制了100W该产品样机。实验表明,该设计方案具有线性调整率好,输出恒流纹波小,效率及PF值高等优点。

Dynamics and Operation-State Estimation of Current-Mode Controlled Flyback Converter

By utilizing total magnetic flux φ of the primary and secondary windings of the flyback transformer as a state variable, the discrete-time model of current-mode controlled flyback converter is established, upon which the bifurcation behaviors of the converter are analyzed and two boundary classification equations of the orbit state shifting are obtained. The operation state regions of the current-mode controlled flyback converter are well classified by two boundary classification equations. The theoretical analysis results are verified by power electronics simulator （PSIM）. The estimation of operation-state regions for the flyback converter is useful for the design of circuit parameters, stability control of chaos, and chaos-based applications.