單極性PWM功率變換器開(kāi)關(guān)過(guò)程的分析

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.

以60kw開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)中采用三相不對(duì)稱半橋電路的功率變換器為例,設(shè)計(jì)疊層母排方案,通過(guò)電路仿真,研究各部分雜散電感對(duì)電路瞬態(tài)特性的影響。分析母排設(shè)計(jì)中各幾何因素對(duì)雜散電感影響,引入影響因子,對(duì)母排設(shè)計(jì)中各因素的影響程度進(jìn)行評(píng)估。據(jù)此,為母排最優(yōu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

介紹了功率變換器中電解電容器和金屬化薄膜電容器在各種電路拓?fù)鋺?yīng)用下的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)功率變換器中電容器的應(yīng)用注意事項(xiàng)作了詳盡說(shuō)明,同時(shí)描述了在各種電路拓?fù)鋺?yīng)用下電容器的具體設(shè)計(jì)參數(shù)。從具體計(jì)算參數(shù)可得知,金屬化薄膜電容器將是更好的選擇,在以后的功率變換器,尤其是直流高壓輸入產(chǎn)品中可以得到廣泛應(yīng)用。

在給出非正弦波電流功率因數(shù)的定義基礎(chǔ)上,提出了一種改善變頻空調(diào)器功率因數(shù)的電路,說(shuō)明其工作原理,并給出了仿真電流波形和電流諧波頻譜波形。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:改進(jìn)后的變頻空調(diào)器在改善功率因數(shù)方面是有效的,并在實(shí)際中獲得了運(yùn)用

設(shè)計(jì)了一種新型功率變換器,它在最少開(kāi)關(guān)器件不對(duì)稱半橋電路的基礎(chǔ)上,加入了dc/dc開(kāi)關(guān)電源模塊,其目的是有效地改善開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)(switchedreluctance-motordriving,簡(jiǎn)稱srd)系統(tǒng)的性能。而且,該變換器能最大限度地支持系統(tǒng)的各種調(diào)速方案,實(shí)現(xiàn)多種調(diào)速控制模式。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析完全吻合,驗(yàn)證了該功率變換器設(shè)計(jì)的合理性和有效性。

軟開(kāi)關(guān)半橋dc/dc變換器的pwm控制 ?　　引言 ? ? ?　　半橋dc/dc變換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，非常適用于中小功率場(chǎng)合。 硬開(kāi)關(guān)變換器高頻時(shí)開(kāi)關(guān)損耗很大，嚴(yán)重影響其效率。軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可降低開(kāi) 關(guān)損耗和線路的emi，提高效率和功率密度，提高開(kāi)關(guān)頻率從而減小變換器 體積和重量。傳統(tǒng)半橋變換器有兩種控制方法，一種是對(duì)稱控制，一種是不 對(duì)稱互補(bǔ)控制。本文主要分析實(shí)現(xiàn)半橋dc/dc變換器軟開(kāi)關(guān)的pwm控制策 略。 ? ? ?　　1控制型軟開(kāi)關(guān)pwm控制策略 ? ? ?　　控制型軟開(kāi)關(guān)半橋dc/dc變換器不增加主電路元器件(可增加電感電 容元件以實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)條件)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)。圖1給出 4種控制型軟開(kāi)關(guān)半橋dc/dc變換器的pwm控制策略。 ? ? ?　　 ? ? ? ? ? ? ? ?　　圖1控制型軟開(kāi)關(guān)

提出一種新型的zvzcspwm三電平直流變換器,在變壓器的次級(jí)側(cè)附加一個(gè)輔助繞組,整流得到的輔助電壓,為滯后管創(chuàng)造零電流條件,較好地解決了滯后管輕載下軟開(kāi)關(guān)難的問(wèn)題新的主電路拓?fù)錅p小了高壓下功率器件的電壓應(yīng)力分析了各時(shí)段的工作原理,并提供了設(shè)計(jì)參考和實(shí)驗(yàn)結(jié)果

可逆pwm變換器工作原理 ?可逆pwm變換器的主電路有多種結(jié)構(gòu)形式，而h型pwm變換器在直流 脈寬調(diào)速系統(tǒng)中最為常用，它是由4個(gè)三極電力晶體管vt,vt2,vt.和vt, 以及4個(gè)續(xù)流=極管vd,，vd2，vd3和vd,構(gòu)成的橋式電路(如圖1所示)。 在橋式電路的一個(gè)對(duì)角線上接電源us，在另一一對(duì)角線上接直流電動(dòng)機(jī)m 的電樞，而u，ub2，!b8和u分別為4個(gè)三極管的基極驅(qū)動(dòng)電壓，由于基 極驅(qū)動(dòng)電壓的極性和大小不同，在h型變換器中又分類出三類控制方式， 分別為雙極式控制、單極式控制和受限單極式控制。在不同的控制方式下， 調(diào)速系統(tǒng)的電壓、電流各不相同，使電機(jī)的運(yùn)行特性和調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能 也不同。而在直流調(diào)速系統(tǒng)中對(duì)電機(jī)運(yùn)行特性影響最大的是電流。電流的大 小、方向、連續(xù)性直接影響電機(jī)的運(yùn)行性能，所以應(yīng)對(duì)可逆pwm變換器中 的

軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可以抑制功率因數(shù)校正(pfc)電路中功率管開(kāi)通時(shí)的電流上升率di/dt,同時(shí)降低關(guān)斷時(shí)的電壓上升率du/dt,使整個(gè)電路的效率得到提高。介紹了一種無(wú)損軟開(kāi)關(guān)升壓(boost)功率因數(shù)校正變換器,詳細(xì)分析了電路的工作原理,并以此設(shè)計(jì)出一臺(tái)開(kāi)關(guān)頻率為100khz,功率300w的樣機(jī),并給出實(shí)驗(yàn)波形。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,加入輔助電路結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān),有效地改善開(kāi)關(guān)管的工作波形。

針對(duì)目前開(kāi)關(guān)變換器不能在一級(jí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)、高效率、大功率輸出的缺點(diǎn),提出了一種雙重單級(jí)功率因數(shù)校正(pfc)軟開(kāi)關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。詳細(xì)分析了變換器的各種工作模態(tài),給出了變換器參數(shù)的設(shè)計(jì)方法以及實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)和軟開(kāi)關(guān)的條件。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了變換器的可行性和正確性。該變換器在諸如風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、大功率分布式電源系統(tǒng)、航空等領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用價(jià)值。

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。

采用偽相移式全橋零電壓零電流(pps-fb-zvzcs)變換器完成三相功率因數(shù)校正(pfc)和輸出電壓調(diào)節(jié)雙重功能,并能有效抑制直流母線電壓。本文對(duì)其進(jìn)行了理論分析、關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算、計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明,其最大輸出功率為10kw,功率因數(shù)達(dá)到0.99,輕載時(shí)直流母線電壓小于800v。

諧振開(kāi)關(guān)型變換器

單極性霍爾傳感器開(kāi)關(guān) 介紹：根據(jù)數(shù)字輸出，霍爾效應(yīng)集成器件可以分為四種：?jiǎn)螛O性 開(kāi)關(guān)，雙極性開(kāi)關(guān)，全極性開(kāi)關(guān)和鎖存型開(kāi)關(guān)。本文主要來(lái)闡述單極 性開(kāi)關(guān)。 單極性霍爾傳感器開(kāi)關(guān)又被稱作單極性開(kāi)關(guān)，在強(qiáng)的南磁場(chǎng)作用 下，打開(kāi)。一個(gè)足夠強(qiáng)度的南極磁場(chǎng)令器件打開(kāi)，處于導(dǎo)通狀態(tài)之后， 器件將一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，直到磁場(chǎng)被移走，器件變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)。一 個(gè)用來(lái)檢測(cè)車輛換擋桿位置的應(yīng)用，如圖1.換擋桿引用一個(gè)磁鐵（紅 色藍(lán)色缸）。黑盒子組成的黑色的線是一個(gè)全極性開(kāi)關(guān)器件組成的陣 列。當(dāng)駕駛員移動(dòng)換擋桿，磁鐵便會(huì)在陣列當(dāng)中移動(dòng)?？拷盆F的器 件會(huì)打開(kāi)處于導(dǎo)通狀態(tài)，但是更多遠(yuǎn)離磁鐵的器件是不受影響的，是 關(guān)斷的。請(qǐng)注意，磁鐵的南極（紅色）面向霍爾器件，霍爾器件的商 標(biāo)面朝向磁鐵的南極。 圖1一個(gè)單極性開(kāi)關(guān)的應(yīng)用。超小型的霍爾開(kāi)關(guān)， 換擋的時(shí)候，磁鐵在他們之間移動(dòng) 磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)點(diǎn)的定義： b為磁場(chǎng)強(qiáng)度，用來(lái)表

以大功率變換器中的快恢復(fù)二極管(frd)為研究對(duì)象,有效利用物理模型和功能模型的優(yōu)點(diǎn),提出一種新的frd復(fù)合模型。在集總電荷模型基礎(chǔ)上增加電流過(guò)渡階段和拖尾電流階段,精確描述反向恢復(fù)過(guò)程;正向恢復(fù)過(guò)程考慮器件引線所產(chǎn)生的電感效應(yīng),完善暫態(tài)正向過(guò)電壓。模型在matlab軟件中實(shí)現(xiàn),仿真結(jié)果與器件技術(shù)手冊(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)、測(cè)試波形的對(duì)比表明該模型能精確描述frd開(kāi)關(guān)暫態(tài)特性。

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。

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。

開(kāi)關(guān)電源(3)變換器

提出并研究一種開(kāi)關(guān)變換器非線性控制策略,雙頻率控制技術(shù)。研究電壓型和電流型雙頻率控制開(kāi)關(guān)變換器的實(shí)現(xiàn)方式及特點(diǎn),對(duì)比分析電壓型和電流型雙頻率控制開(kāi)關(guān)變換器的工作特性和控制規(guī)律。理論分析、仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:電壓型和電流型雙頻率控制具有相同的穩(wěn)態(tài)工作特性;而在動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面,電流型雙頻率控制具有比電壓型雙頻率控制更為優(yōu)越的性能。此外,與電壓型雙頻率控制相比,電流型雙頻率控制具有自動(dòng)限流功能和更為平穩(wěn)的啟動(dòng)特性。

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是由功率變換器電路、雙凸極磁阻電機(jī)及其控制器組成的新型機(jī)電一體化調(diào)速電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),其性能優(yōu)越,發(fā)展前景廣闊。

提出了一種二次側(cè)加鉗位開(kāi)關(guān)管的移相控制零電流開(kāi)關(guān)(zcs)pwmboost型dc/dc全橋變換器。該變換器在二次側(cè)加二只用作鉗位的輔助開(kāi)關(guān)管,利用恒定的輸出電壓,通過(guò)變壓器對(duì)一次側(cè)的開(kāi)關(guān)管進(jìn)行鉗位,減小了開(kāi)關(guān)管的電壓應(yīng)力,所有開(kāi)關(guān)管均實(shí)現(xiàn)zcs。本文對(duì)該變換器的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)分析,給出了參數(shù)設(shè)計(jì)的原則。在實(shí)驗(yàn)室完成了一臺(tái)1200w原理樣機(jī),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了理論分析的正確性。

開(kāi)關(guān)變換器建模、控制及其控制器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)