一种双管反激级联式高位取能电源设计

在柔性直流输电系统中,高位取能电源为模块化多电平换流器(MMC)的子模块控制电路供电。随着直流输电系统电压的提升,子模块直流侧的电压也随之升高。为使高位取能电源适应更高更宽范围的输入电压,设计了一种基于双管反激的级联式拓扑。首先,介绍双管反激电路的工作原理、电流控制模式及工作模态;其次,基于变压器初级电流中位值,重新推导变压器AP值公式,与传统AP值方法进行比较;然后,基于南澳柔性直流输电换流阀的相关参数,对电源主电路进行设计。最后,搭建了一台输入电压为350~4 000 V,输出为一路400 V、两路15 V的电源样机,通过实验结果验证了设计的有效性和分析的正确性。

双级升压高速电光调Q驱动电路设计

电光调Q是获取高峰值功率激光脉冲的有效手段,传统单一脉冲变压器升压存在电光调Q电压调整范围受限、高压脉冲上升时间过长等问题。文章通过双级升压方式进行了高速电光调Q驱动电路设计,实现了电光调Q电压高幅值和高速率的需求。其中一级升压采用反激式变换器原理,输出幅值可调的一级高压,扩展了电压调整范围;二级升压采用马克思(Marx)发生器原理,通过电压倍增的方式输出二级高速高压脉冲信号。该设计电路与激光发射机驱动源的联试结果显示:通过调整反馈偏置直流工作点,使一级反激式变换器升压输出范围在150~550 V,二级Marx发生器升压输出范围1 500~4 000 V,高压脉冲上升时间小于30 ns;相比于传统单一变压器控制方法,调Q电压输出的范围更宽,增幅近1 000 V;高压脉冲上升时间更短,仅为23~28 ns。试验证明双级升压设计能够为电光调Q晶体提供调整范围更宽的高速率驱动高压,进而获得高峰值功率的激光脉冲。

环形激光器电源激励技术研究进展

激光陀螺仪因其在转速测量中高精度、高灵敏度的特点,被广泛应用于惯导、地震测量等领域,而大型激光陀螺仪具有更高精度,常被用于测算地球参数。在大型激光陀螺仪或测地激光陀螺仪中主要使用主动式环形He-Ne激光器来实现高效率单模激光输出。He-Ne激光器为陀螺仪提供光源的质量与电源激励的状态有较大关系,因此对激励电源的研究意义重大。论文首先阐述了陀螺仪中He-Ne激光管相关工作要求及其高压直流放电和射频放电两种激励方式的发展概况;然后分别研究了He-Ne激光管的高压直流电源电路和射频激励源电路的构成、基本工作原理及其阻抗匹配网络的作用与实现过程,引入反馈控制思想,提高稳流、稳压能力;之后对两类激励方式的优缺点进行了论述,为未来大尺寸高精度激光陀螺仪激励源的研究提供了建议。

高电压宽范围输入低电压输出的DC-DC辅助电源设计

高电压宽范围输入的DC-DC辅助电源技术是中高压、大容量电力电子变流系统的关键辅助技术。基于双管反激电路,本文设计了一个高电压宽范围300~2 500V输入,低电压24V输出的DC-DC辅助电源样机,并给出了电源详细的设计方案。相比传统辅助电源,设计的辅助电源启动支路在电源工作后可自动断开,实现了电源输入电压范围更宽目标;电源主电路由变压器隔离,控制、反馈电路由辅助绕组供电,确保了电源输入/输出高电压隔离;开关管驱动电路采用带耦合电感的脉冲变压器,满足了驱动信号高压隔离和同步驱动要求。此外,计算电源效率的结果表明,双管反激辅助电源更适合高电压输入场合。最后,进行了相关实验,结果验证了所设计的高电压宽范围输入的DC-DC辅助电源方案可行性和正确性。

一种宽范围双管反激DC/DC辅助电源设计

宽范围DC/DC辅助电源是高电压大容量电力电子变流系统的重要组成部分，尤其是对于具有标准化、模块化、分布式结构的中高压大容量电力电子变流系统意义更重大。首先，基于双管反激电路，设计制作了一个宽范围高电压80-800V输入/低电压24V输出的辅助电源样机，针对常规双管反激电源反馈电路存在的问题，进行了详细分析并提出解决方法；其次，给出了实验波形，对实验波形中的尖峰及震荡现象进行定性分析并给出解决思路；最后，利用闭环系统的开环传递函数对双管反激电路进行了稳定性分析。

高电压输入双管反激辅助电源驱动研究

高性能的开关管驱动技术是实现辅助电源安全、可靠运行的必要条件。首先,针对高电压输入双管反激辅助电源驱动具有高电压隔离、高频率、低延时和无外接电源等特点,对比各种可行的驱动方案,确定了一种安全、简单的变压器隔离双管驱动电路,并设计了相应的驱动器;其次,通过调整驱动变压器绕组比,实现了开关管在各种控制脉冲下的充分导通,通过增加驱动器输出信号耦合电感,提高了驱动信号的同步性;第三,根据驱动脉冲上升、平顶、下降三个阶段,建立了驱动器等效电路模型,推导了相关公式,分析了驱动器主要参数对驱动性能的影响;最后,在300V^2 500V输入的双管反激辅助电源样机上进行了相关实验,验证了所设计的双管隔离驱动器的正确性、可行性。

家用电器变频控制系统辅助电源的研制

设计一种适用于家用电器变频控制系统的平铺式开关电源 ,其功率变换器采用双端反激式结构以降低开关管的电压应力 ,控制电路采用新型的PWM功率集成控制芯片Si912 0IC。该电源具有稳定性好、可靠性高、电路比较简单、结构紧凑、效率高等优点。仿真和实验结果都证明了该设计的可行性。

反激式开关电源控制系统小信号模型

针对开关电源系统稳定性的动态补偿参数调试繁杂的问题,提出了反激式开关电源控制系统小信号模型。该模型采用小信号理论详细地分析了反激式开关电源的电流环和电压环,并推导出系统模型的传递函数,然后借助MATLAB软件仿真,获取补偿网络的参数。仿真和实验结果表明应用模型选取的参数使系统在负载变化和电网波动的情况下仍具有良好的稳定性和动态特性。通过软件更改系统模型设置,可获取不同设计要求下的补偿网络参数,使模型在工程设计上更具有操作性和通用性。

一种固态调制器的设计分析

按某气象雷达对发射系统的具体要求,在满足磁控管正常工作条件的情况下,给出了调制器的技术指标,形成了调制器实现的功能框图,并介绍了其各个部分的原理和功能。调制器的设计采用3只串联可控硅作为放电开关(固态调制器);其最大工作电压可达3 kV,实际工作有40%的冗余,有利于提高调制器的可靠性;高压电源采用回扫充电方式的开关电源,它使充电、放电分时进行,可以抗调制器连通,减少电源纹波对调制器指标的影响;1μs矩形脉冲采用双线PFN形成,并给出了严格的理论分析,得到了可靠的调制器设计参数。双线PFN的充电电压和输出电压相等,在调制器输出电压相同的情况下,双线PFN的充电电压比单线PFN减小一半,可以有效地减少串联SCR的数量,给使用和维护带来了方便。调制器监控是通过PLC(Programed Logic Controller)编程实现的。PLC具有很强的抗干扰性能,并有标准的422串行接口,有利于外部连接。调制器对所有的故障信号和状态信号实时监控,把故障信号与加高压信号互锁,保证人、机安全。该调制器具有体积小、重量轻的特点,便于安装、使用。结果证明文中的逻辑分析和参数选择是合理的,满足工程设计要求。目前该调制器已在多部气象雷达发射机中应用,工作安全、可靠,对今后这方面的相关工程设计具有一定的借鉴作用。

多路单端反激式开关电源设计

设计了一种基于TOP223Y多路输出单端反激式开关电源。采用TOP Switch系列三端高频单片开关电源芯片,配合由TL431、PC817A组成的反馈系统对外围电路进行分析。设计出了一种输出为+5 V/3 A,+12 V/1 A不同稳压调整权重分别为0.6,0.4的AC/DC开关电源。实验结果表明,该开关电源不但效率高,纹波小,而且输出精度高和稳定性强。

一种双闭环控制隔离Boost变换器起动控制策略

隔离Boost变换器起动期间,由于低输出电压导致过冲电流,对变换器造成损坏。提出一种新的隔离Boost变换器软起动控制策略,研究双闭环控制下具有起动电路隔离Boost变换器的起动过程。在提出的控制策略作用下,具有起动电路的隔离Boost变换器起动过程分为Flyback、Hybrid、Boost工作3个工作阶段。详细讨论该起动控制方法及其各个阶段的特点。在峰值电流控制方法下,输出电压在Flyback工作阶段从零开始建立。引入Hybrid工作阶段,同时实现了占空比平滑变化和输出电压平滑建立,该控制策略有效地抑制了起动电流过冲。实验结果验证了理论分析的正确性。

双端反激式变换器漏感效应的研究

双端反激式变换器的变压器漏感对其馈能阶段有着很大的影响。通过建立DCM模式双端反激式变换器馈能时段的电路模型,推导出了该时段相关参数的理论计算模型。借助Matlab详细分析了漏感对馈能时段的影响,给出了实际工程设计中变压器漏感约束范围的确立办法。最后对一台4kW的双端反激式变换器进行了测试,验证了理论的准确性。

高压双管反激变换器的设计

介绍一种双管反激的电路拓扑 ,分析了其工作原理 ,给出了一些关键技术参数的计算公式 ,设计并研制成功的 3 0W 3 80VAC 5 0Hz / 5 10VDC / +15 .1VDC ( 1A)、+5 .2VDC ( 2A)辅助开关电源具有功率密度高、变换效率高、可靠性高等优良的综合性能。

一种宽输入电压范围反激电源的研究与设计

当前针对小功率开关电源输入宽电压范围、输出高电压的要求日趋普遍。实现高压输出的方式很多,但电源产品研发需要综合考虑性能、可靠性、可生产性及成本等多方面因素。着重介绍一种采用双绕组变压器的电源设计思路,每个绕组分别整流后再叠加升压,以此获得直流高压输出。分析了该方法在器件选择、频率设定以及电路体积重量等方面的优势。最后运用该方案研制了一款电路,通过仿真和实测结果表明设计满足要求。

单端反激开关电源原理与设计

单端反激开关电源具有输出纹波小、输出稳定、体积小、重量轻、效率高以及具有良好的动态响应性能等许多优点,被广泛应用在小功率开关电源的设计中。UC3842是Unitorde公司推出的电流型脉宽调制器,该调制器单端输出,可以直接驱动双极型功率管或场效应管,适用于无工频变压器的20 W^80 W的小功率开关电源的设计。文中介绍了利用该集成芯片实现的具有双闭环电流(外回路和内回路)反馈系统的单端反激开关电源的原理和设计方法。

基于C8051F020的蓄电池充电系统的研究与设计

针对蓄电池厂家对制造的蓄电池检测的需求,设计了一种控制响应速度快,智能化程度高,可自动记录和存储数据的充电系统。采用双管反激DC/DC变换电路作为主电路,由C8051F020产生的PWM信号控制功率MOSFET的开关,以产生所需的电流或电压。试验结果表明充电方法可行,精度较高。

基于反激变换器的光伏并网微逆变器设计

光伏并网微逆变器以其高变换效率、最大化系统发电量和扩展灵活等独特优势而备受青睐,目前已有的拓扑结构和控制算法很难兼顾高效简单、寿命长等要求。研究表明,反激式变换器结构简单、输入输出隔离,广泛应用于中小模块电源。在此对基于反激式变换器的微逆变器系统进行研究,建立其在电流连续运行模式下的系统模型,设计双闭环控制方案,并进行了仿真和实验研究,结果证明系统模型的正确性和所设计的控制器具有良好的控制性能和可行性。

双端DCM模式反激变换器变压器变比研究

双端DCM模式反激变换器适合在高电压、小功率的场合使用,因为它的开关管电压应力不会超过输入电压。但变压器的漏感问题使变换器转换效率下降。通过降低变压器变比,可以提高变换器的转换效率。但是过小的变比会使变换器进入连续工作模式,造成电路振荡。本文通过理论分析,推导出了能使变换器在保持DCM工作模式的同时获得最大转换效率的变压器变比表达式。最后通过仿真验证理论分析的正确性。

高电压宽输入双管反激辅助电源的研究与实现

根据高电压宽输入电力电子变换器的供电需求,设计了一种双管反激辅助电源。分析了双管反激变换器的工作原理;针对宽输入电压范围带来的电流环次谐波振荡问题,设计了斜坡补偿电路;提出了一种电流控制型双管反激变换器的低损耗启动电路。实验证明所设计的高电压宽输入双管反激辅助电源有效可行。

多输出反激式开关电源的研究与设计

针对应用于逆变器内部,为逆变器提供直流电的应用场合设计了一款多输出反激式开关电源。该电源有三路输出端,分别为+12、-12和+5 V输出端。为使输出电压更为稳定,系统响应速度更块、抗干扰能力更强,设计了反激式开关电源基于电流型控制方式的双闭环反馈回路和零点-极点补偿网络。该开关电源电路主要有以下各部分组成:主电路、控制电路还有采样电路。PWM控制电路采用UC3844芯片,采样电路由PC817与TL431组成。经仿真验证,所设计的反激式开关电源输出精度高,且输出效果稳定。