低電壓應(yīng)力零電流開(kāi)關(guān)降壓變換器

單相有源功率因數(shù)校正電路(powerfactorcorrection,pfc)的拓?fù)涑＿x擇升壓式boost電路,電壓可升可降的拓?fù)淙鏲uk、sepic、zeta等開(kāi)關(guān)電壓應(yīng)力大、損耗大。分析了一種低電壓應(yīng)力的雙開(kāi)關(guān)管的buck/boost拓?fù)?分析其在3種工作電路方案下的開(kāi)關(guān)電壓應(yīng)力和功率損耗,應(yīng)用mathcad進(jìn)行數(shù)學(xué)建模并分析計(jì)算結(jié)果。

采用直接控制驅(qū)動(dòng)同步整流技術(shù),能夠提高轉(zhuǎn)換器的整體效率,不再需要解調(diào)電路,并能在二次側(cè)針對(duì)兩個(gè)同步fet生成柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本文詳細(xì)介紹了全橋轉(zhuǎn)換器的工作情況。

針對(duì)傳統(tǒng)的全橋移相pwm零電壓零電流(zvzcs)dc-dc變換器存在的缺點(diǎn),提出了一種在副邊采用無(wú)源鉗位電路的新型全橋移相pwmzvzcsdc-dc變換器。這種變換器可以有效實(shí)現(xiàn)超前橋臂開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)關(guān),以及滯后橋臂開(kāi)關(guān)管的零電流開(kāi)關(guān)。這里詳細(xì)分析了此變換器的工作原理以及變換器各個(gè)階段的工作模態(tài),并且分析了此變換器實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)的條件。理論分析表明這種變換器具有副邊電壓應(yīng)力低,實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)負(fù)載范圍大,輔助電路損耗小等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)一臺(tái)0.8kw,60khz的樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了理論分析的正確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該變換器能夠在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)滯后橋臂的零電流關(guān)斷,適用于大功率應(yīng)用igbt的場(chǎng)合。

提出了一種新型的全橋移相零電壓零電流變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。新的變換器通過(guò)導(dǎo)通副邊輔助電路中的鉗位mosfet,使得濾波電感兩端電壓被鉗位為零,輸出濾波電容的電壓全部作用在原邊漏感上,實(shí)現(xiàn)原邊電流的迅速?gòu)?fù)位,從而創(chuàng)造出良好的滯后臂零電流開(kāi)關(guān)(zerocurrentswitching,zcs)條件。新拓?fù)湓谟行Я汶妷毫汶娏鏖_(kāi)關(guān)(zerovoltagezerocurrentswitching,zvzcs)范圍,最大占空比等方面都優(yōu)于其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該文詳細(xì)分析了新拓?fù)涞墓ぷ鬟^(guò)程和各項(xiàng)特性,并試制樣機(jī),驗(yàn)證了理論分析的正確性和新拓?fù)涞挠行浴＠碚摲治龊蛯?shí)驗(yàn)結(jié)果都證實(shí)了新拓?fù)浞浅＿m合中大功率場(chǎng)合應(yīng)用。

介紹了交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器的優(yōu)點(diǎn),分析了帶lcd無(wú)損吸收網(wǎng)絡(luò)的交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器電路拓?fù)涞墓ぷ髟?變換器實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)的zcs開(kāi)通,zvs關(guān)斷,最后,在2kw的交錯(cuò)并聯(lián)雙管正激變換器中得到了驗(yàn)證

介紹了一種以pwm控制芯片uc3825為核心的低壓大電流開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)方案,闡述了主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及主控制電路的電路設(shè)計(jì),并設(shè)計(jì)了軟啟動(dòng)及過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路,應(yīng)用反饋手段和脈寬調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電壓、電流的穩(wěn)定輸出,并研制了1臺(tái)15v/1200a的樣機(jī)。

單級(jí)功率因數(shù)校正變流器的研究已經(jīng)得到了比較廣泛的開(kāi)展,但其在大功率變流器中的實(shí)際應(yīng)用卻受到較高開(kāi)關(guān)電壓應(yīng)力因素的限制,為此分析了單級(jí)功率因數(shù)變流器產(chǎn)生高電壓開(kāi)關(guān)應(yīng)力的內(nèi)在原因,提出了降低過(guò)高電壓應(yīng)力的幾種方案,并進(jìn)行了電路分析和仿真實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)及電路分析結(jié)果,串聯(lián)電容充電、并聯(lián)電容放電方案以及變壓器繞組電壓負(fù)反饋方案,在降低開(kāi)關(guān)管電壓應(yīng)力方面是2種優(yōu)化的解決方案

零電壓開(kāi)關(guān)(zero-voltage-switching,zvs)pwm組合式三電平變換器利用變壓器的漏感(或外加諧振電感)和開(kāi)關(guān)管的結(jié)電容可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的zvs,但在副邊整流二極管存在反向恢復(fù)引起的電壓振蕩和尖峰。為了解決該問(wèn)題,該文將2種基本箝位網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于該變換器中,提出一族箝位策略;在這些箝位策略中選擇出2種可行的方案,不僅有效地消除在三電平模式和兩電平模式下副邊整流管的電壓尖峰,同時(shí)保留原有變換器的所有優(yōu)點(diǎn)。該文分析了引入箝位網(wǎng)絡(luò)后變換器的工作原理和特點(diǎn),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

電流型控制是開(kāi)關(guān)變換器控制方式的主要發(fā)展方向。論述峰值電流控制和平均電流型控制的工作原理及電路的主要特點(diǎn)。針對(duì)平均電流型控制電路,給出了系統(tǒng)穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)方法。

介紹了一種隔離三電平零電壓直流變換器。其主開(kāi)關(guān)管的電壓應(yīng)力均為輸入電壓的一半。由于采用了交錯(cuò)zvspwm控制并利用輸出濾波電感中的能量,因此能夠在寬負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的zvs。分析了該變換器的工作原理和工作特性,并通過(guò)一個(gè)480w(輸出48v/10a)的原理樣機(jī)進(jìn)行了驗(yàn)證,最后給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

從電路耦合濾波的角度考慮,以boost變換器為例揭示了在電流模式控制開(kāi)關(guān)變換器中,由于存在耦合電路引起的傳導(dǎo)和輻射干擾,使得有可能產(chǎn)生呼吸現(xiàn)象,這在功率變換電路中是一種非正常的工作狀態(tài).可以通過(guò)建立具有固定初相位的模擬干擾信號(hào),并使其頻率與變換器的開(kāi)關(guān)頻率相同,以便將呼吸現(xiàn)象(時(shí)間分叉)轉(zhuǎn)換為參數(shù)分叉,分析結(jié)果與數(shù)值仿真是完全一致的,并在電路實(shí)驗(yàn)中得到了印證.

為了獲得開(kāi)關(guān)dc-dc變換器的最優(yōu)數(shù)字谷值電流(dvc)控制技術(shù),研究了電感電流連續(xù)模式下dvc控制開(kāi)關(guān)dc-dc變換器的工作原理,對(duì)比分析了采用前緣、后緣、三角前緣和三角后緣4種調(diào)制方式的dvc的占空比算法,并分析了各種算法的穩(wěn)定性.在此基礎(chǔ)上,對(duì)dvc控制開(kāi)關(guān)dc-dc變換器的時(shí)域特性進(jìn)行了仿真和試驗(yàn)研究,結(jié)果表明,采用后緣調(diào)制的dvc控制開(kāi)關(guān)dc-dc變換器具有最優(yōu)的負(fù)載瞬態(tài)特性,超調(diào)電壓為62mv,響應(yīng)時(shí)間為1.118ms.

針對(duì)傳統(tǒng)橋式整流升壓功率因數(shù)校正(pfc)電路效率較低的缺點(diǎn),提出了一種最小電壓應(yīng)力的軟開(kāi)關(guān)無(wú)橋pfc電路拓?fù)?。在理論分析和仿真?yàn)證的基礎(chǔ)上,研制了一臺(tái)300w的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。結(jié)果表明,改進(jìn)的無(wú)橋pfc電路拓?fù)渚哂型☉B(tài)損耗低、電流采樣簡(jiǎn)單,能實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管零電壓關(guān)斷和零電流開(kāi)通,同時(shí)實(shí)現(xiàn)整流二極管零電壓導(dǎo)通和接近零電流軟關(guān)斷的優(yōu)點(diǎn)。

高壓直流輸電晶閘管閥關(guān)斷產(chǎn)生的電壓應(yīng)力是其電氣特性研究的重要內(nèi)容之一。對(duì)關(guān)斷電壓應(yīng)力分析的原有電路模型作了改進(jìn),拓展了模型適用范圍,推導(dǎo)出晶閘管閥關(guān)斷電壓應(yīng)力分析的拉普拉斯解析方程,并對(duì)晶閘管閥換相關(guān)斷的電壓應(yīng)力作了較為全面深入的分析,得到各種運(yùn)行條件和各類(lèi)電路參數(shù)變化時(shí)關(guān)斷電壓應(yīng)力的變化情況,總結(jié)出了其中的關(guān)鍵因素。從計(jì)算和仿真結(jié)果來(lái)看,分析方法是可行的,并具有較高的精確度。

inthree-phasepfcconverter,thereexistsevereswitchanti-paralleldiodereverserecoveryproblems.theeffectivemeasuresofcompoundactive-clampingandminimumvoltageactive-clampingtechniquesinsinglephasepfcareextendedtothree-phasepfc.afamilyofactive-clampingzvssoftswitchingpfcconverterisgot.theycaneffectivelysuppressthediodereverserecovery,andrealizezvsforalltheswitches.inordertoreducethenumberoftheauxiliaryswitches,azvsspacevectormodulation(zvs-svm)isproposed.itusesonlyoneauxiliaryswitchandcanrealizezvsforalltheswitches.theswitchingfrequencyofthemainswitchandtheauxiliaryswitchisfixed,thustheinputcurrentwaveformisgood.thetheoryhasbeenillustratedbythecompoundactive-clamp(cac)threephasepfc.onedspcontrolled4kwpfcconverterprototypewithcacisimplemented.

分析了傳統(tǒng)矩陣變換器空間矢量調(diào)制策略,提出一種新型的矩陣變換器電流控制策略。該控制策略在虛擬整流部分,通過(guò)適當(dāng)選取輸入電壓可實(shí)現(xiàn)高輸入功率因數(shù)控制;在虛擬逆變部分,在一個(gè)采樣周期內(nèi)通過(guò)對(duì)輸出電流進(jìn)行基于規(guī)則的滯環(huán)跟蹤控制及對(duì)虛擬逆變器的合適矢量選擇,確保輸出電流的誤差在一個(gè)小的滯環(huán)寬度內(nèi)。新型電流控制策略相比傳統(tǒng)的基本滯環(huán)控制,減少了輸入電流的諧波,改善了矩陣變換器的輸入、輸出性能。通過(guò)matlab軟件仿真分析并搭建dspace硬件實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)對(duì)所提控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了新型電流控制策略的正確性。

開(kāi)關(guān)電源(3)變換器

采用電流模式控制是移相控制零電壓開(kāi)關(guān)pwm變換器(ps-zvs-pwm變換器)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓源控制的模式之一。對(duì)該控制模式進(jìn)行分析研究,并提出克服電流型控制模式主要缺點(diǎn)的方法。

現(xiàn)代電力電子裝置的發(fā)展突飛猛進(jìn),堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)也對(duì)高性能的電力電子元器件提出了更高的要求。軟開(kāi)關(guān)技術(shù)是基于以諧振為主的輔助換流手段,可以使開(kāi)關(guān)頻率有較大幅度的提高,從而使得電路中的開(kāi)關(guān)損耗、開(kāi)關(guān)噪聲等問(wèn)題有效解決。

本文針對(duì)數(shù)字化電源的特點(diǎn)進(jìn)提出了數(shù)字化零電壓零電流開(kāi)關(guān)逆變電源的設(shè)計(jì)思想,用igbt作為逆變電路主開(kāi)關(guān)元件組成主電路,全橋式逆變結(jié)構(gòu)能輸出較大功率,輔以高頻變壓器和高頻整流電路。通過(guò)諧振技術(shù)和移相控制技術(shù)的結(jié)合使領(lǐng)先橋臂實(shí)現(xiàn)了零電壓開(kāi)關(guān),滯后橋臂實(shí)現(xiàn)了零電流開(kāi)關(guān)。控制系統(tǒng)核心控制器件采用2407dsp,以u(píng)c3879為脈沖發(fā)生電路,采用閉環(huán)反饋和參數(shù)自調(diào)整模糊pid方法實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的恒流控制。

開(kāi)關(guān)變換器提供了一種直接由標(biāo)準(zhǔn)電話線產(chǎn)生5v和18ma(最大為48v和5ma)的花錢(qián)不多的方法(圖1)。由于輸入電壓高,可用的電流小,所以需要用一種獨(dú)特的設(shè)計(jì)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率。圖1所示電路使用了lm2597hvm集成電路,它具有60v額定輸入電壓和節(jié)電功能。凡在輸出高于4.4v時(shí),它的vb_(ias)引腳允許自舉偏置功率這一功能至少能使偏置電流

收稿日期：!""#$"%$"& 作者簡(jiǎn)介：廖紅梅（’(&’$），女，本科，’(()年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)在中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電工電子實(shí) 驗(yàn)教學(xué)中心任教。 傳感器中的電壓／電流、電壓／頻率變換的實(shí)現(xiàn) 廖紅梅 （中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院，江蘇徐州!!’"")） 摘要：由于礦用監(jiān)測(cè)傳感器的輸出信號(hào)要求的特殊性，一般傳感器無(wú)法直接應(yīng)用。論文 介紹了兩種非常實(shí)用的電壓／電流轉(zhuǎn)換和電壓／頻率轉(zhuǎn)換電路，并分析了電路的轉(zhuǎn)換原理，可以 實(shí)現(xiàn)將一般傳感器的模擬輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成’!*+,或者!""!’"""-.的模擬信號(hào)。 關(guān)鍵詞：傳感器；!／"轉(zhuǎn)換；!／#轉(zhuǎn)換 中圖分類(lèi)號(hào)：/0&1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：2文章編號(hào)：’1&’$"(*(（!""#）"($""%1$"! 隨著電子技術(shù)