單相UPS的單開(kāi)關(guān)AC-DC/DC-DC變換電路

本文介紹了dc-dc變換電路原理及分類(lèi);討論了三種典型dc-dc變換電路即buck電路、boost電路和buck-boost電路的原理、結(jié)構(gòu)、電壓變換關(guān)系,并在matlab軟件建立仿真模型驗(yàn)證了理論分析的正確性;比較了這三種典型dc-dc變換電路的優(yōu)缺點(diǎn)。

蓄電池是ups系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,當(dāng)電網(wǎng)供電中斷時(shí),ups就依靠存儲(chǔ)在蓄電池中的電能繼續(xù)維持系統(tǒng)正常工作。文章對(duì)ups中蓄電池的充放電進(jìn)行仿真設(shè)計(jì),針對(duì)ac-dc變換電路進(jìn)行仿真分析研究,采用psim軟件進(jìn)行仿真分析和驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的ups蓄電池ac-dc變換電路切實(shí)可行。

開(kāi)關(guān)電源dc/dc變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)全集 給出六種基本dc/dc變換器拓?fù)?依次為buck,boost,buck-boost,cuk,zeta,sepic變換器 半橋變換器也是雙端變換器,以上是兩種拓?fù)洹?半橋開(kāi)關(guān)管電壓應(yīng)力為輸入電壓.而且由于另外一個(gè)橋臂上的電容,具有抗偏 磁能力,但是對(duì)于上面一種拓?fù)?通常還會(huì)加隔直電容來(lái)提高抗偏磁能力.但是如 果采用峰值電流控制,要注意一個(gè)問(wèn)題,就是有可能會(huì)導(dǎo)致電容安秒不平衡的問(wèn) 題.要需要其他方法來(lái)解決。半橋變換器可以通過(guò)不對(duì)稱(chēng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)zvs,也就 是兩個(gè)管子交替導(dǎo)通,一個(gè)占空比為d,另外一個(gè)就為1-d.就是所謂的不對(duì)稱(chēng)半 橋,通常采用下面一種拓?fù)?對(duì)于不對(duì)稱(chēng)半橋可以采用峰值電流控制。 正激變換器 繞組復(fù)位正激變換器 lcd復(fù)位正激變換器 rcd復(fù)位正激變換器 有源鉗位正激變換器 雙管正激 吸收雙正激 有源

針對(duì)在大功率能量存儲(chǔ)場(chǎng)合適用的非隔離雙向dc-dc變換器一般存在著開(kāi)關(guān)損耗大、斷續(xù)工作時(shí)寄生振蕩等問(wèn)題,研究了非隔離雙向dc-dc變換器的基本原理,為了提高系統(tǒng)的功率密度減少系統(tǒng)損耗,半橋變換器的開(kāi)關(guān)管互補(bǔ)導(dǎo)通,并工作在電感電流斷續(xù)過(guò)零狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)。對(duì)采用超級(jí)電容的雙向變換器進(jìn)行了定量分析,分析并計(jì)算了主電路電感與電容參數(shù)。同時(shí),通過(guò)對(duì)雙向變換器的控制模型的分析,對(duì)超級(jí)電容采用恒流充電、恒流恒壓放電的策略,實(shí)現(xiàn)了雙向dc-dc變換器雙向工作的穩(wěn)定。在以上理論分析的基礎(chǔ)上,搭建了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文控制模型分析的正確性。

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(chēng)控制，一種是不 對(duì)稱(chēng)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)

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.

完成了一種單輸入雙輸出降壓型dc-dc直流電源電路的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)是在tps40平臺(tái)上完成的。運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)電路進(jìn)行了驗(yàn)證測(cè)試。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)電路選用tps51020為控制芯片。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),設(shè)計(jì)給出了電路原理圖和元件參數(shù)。在設(shè)計(jì)平臺(tái)上,進(jìn)行了電路相關(guān)數(shù)據(jù)分析,進(jìn)行了在不同輸入輸出狀態(tài)下電源轉(zhuǎn)換效率分析,對(duì)電路在閉環(huán)狀態(tài)下的幅頻相頻特性進(jìn)行了分析。該設(shè)計(jì)的參數(shù)和性能可以通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行調(diào)整,獲得滿足電氣性能要求的電源電路。

針對(duì)目前ac-dc穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn)換率、穩(wěn)壓效果不理想,提出了一種高功率因數(shù)單相ac-dc穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方案。以u(píng)cc28019芯片為校正核心實(shí)現(xiàn)有源功率因數(shù)校正,通過(guò)對(duì)boost主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的升壓電路的輸入電流進(jìn)行控制,使其達(dá)到與輸入電壓相位差為0,功率因數(shù)接近于1。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為控制核心,通過(guò)按鍵設(shè)置輸出電壓給定值,實(shí)時(shí)比較輸出電壓實(shí)測(cè)值與給定值,自動(dòng)調(diào)節(jié)pwm波形占空比,進(jìn)而控制mos管的關(guān)斷頻率使輸出電壓穩(wěn)定。

非線性dc-dc開(kāi)關(guān)電源的建模是設(shè)計(jì)其閉環(huán)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵,對(duì)于保持系統(tǒng)輸出電壓的穩(wěn)定和良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性具有非常重要的影響。選取了狀態(tài)空間平均法作為建模方法,獲取了系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式及傳遞函數(shù),在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)的雙閉環(huán)反饋系統(tǒng),并通過(guò)在matlab軟件中搭建系統(tǒng)的仿真電路進(jìn)行仿真,通過(guò)仿真曲線驗(yàn)證了模型設(shè)計(jì)的正確性及雙閉環(huán)的作用。該方法可用于指導(dǎo)其它dc-dc型開(kāi)關(guān)電源的建模及閉環(huán)控制設(shè)計(jì)。

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。

傳統(tǒng)的電壓控制模式的并聯(lián)均流技術(shù)易導(dǎo)致系統(tǒng)誤報(bào)警。為了解決這個(gè)問(wèn)題,采用電流控制代替電壓控制模式。文章介紹了電流模式控制的工作原理;進(jìn)行了系統(tǒng)小信號(hào)建模分析;同時(shí)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)控制器;最后通過(guò)仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的合理性。

dc-dc開(kāi)關(guān)電源以其高能量轉(zhuǎn)換效率而得以廣泛應(yīng)用,電感的正確選擇對(duì)于dc-dc開(kāi)關(guān)電源是非常重要的,電感選擇正確,電路效率最高,否則電路效率會(huì)很低.給出電路轉(zhuǎn)換效率與電感選擇及電感電流波形的關(guān)系,根據(jù)此電感選擇方法,能更好地提高工程應(yīng)用中dc-dc開(kāi)關(guān)電源能量轉(zhuǎn)換效率.

介紹了一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的三電平三相高功率因數(shù)軟開(kāi)關(guān)ac/dc變換技術(shù),可在實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的同時(shí),實(shí)現(xiàn)ac/dc功率變換,直接獲得較低直流輸出電壓,并解決了交流側(cè)與直流側(cè)之間的電氣隔離及功率管的高耐壓和軟開(kāi)關(guān)問(wèn)題。在介紹主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,分析了功率因數(shù)校正原理和電流斷續(xù)條件,并給出軟開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)條件。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了這種功率變換技術(shù)的可行性。

隨著環(huán)保問(wèn)題的日益突出,電動(dòng)汽車(chē)成為近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種趨勢(shì)。電動(dòng)汽車(chē)使用動(dòng)力電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃油作為能源,電池的續(xù)航里程成為了限制電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的主要瓶頸。因此,在現(xiàn)有電池的技術(shù)條件下提高車(chē)載電源的效率成為了一個(gè)可以有效的提高電池續(xù)航里程的辦法。本文研究了一種電動(dòng)大巴dc-dc變換器,對(duì)其中核心llc諧振部分進(jìn)行了詳細(xì)研究,整個(gè)變換器具有效率高,輸出紋波低,性能可靠等特點(diǎn)。

峰值電流和谷值電流控制開(kāi)關(guān)dc-dc變換器在較寬的電路參數(shù)范圍內(nèi)具有對(duì)稱(chēng)動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象.文中建立了峰值電流和谷值電流控制buck,boost,及buck-boost變換器的統(tǒng)一離散迭代映射模型,并導(dǎo)出了統(tǒng)一的分段光滑迭代映射方程及特征值方程,通過(guò)數(shù)值仿真得到了占空比變化時(shí)的正、逆分岔圖和lyapunov指數(shù)譜.研究結(jié)果表明,峰值/谷值電流型控制開(kāi)關(guān)變換器的分岔圖和lyapunov指數(shù)具有關(guān)于點(diǎn)或軸對(duì)稱(chēng)的現(xiàn)象.時(shí)域仿真結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值仿真結(jié)果,并進(jìn)一步表明,隨著占空比的變化,峰值/谷值電流型控制開(kāi)關(guān)變換器具有對(duì)稱(chēng)動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象、對(duì)稱(chēng)動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象和非對(duì)稱(chēng)動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象共存、非對(duì)稱(chēng)動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象.

升壓型apfc技術(shù)的ac/dc開(kāi)關(guān)電源變換器設(shè)計(jì) 問(wèn)題 ?隨著生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，特別是各種具有整流入端的電力電子負(fù)載 的廣泛應(yīng)用，即各種非線性的、時(shí)變的負(fù)載和設(shè)備的大量涌現(xiàn)，電力系統(tǒng)中 產(chǎn)生大量諧波并對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生威脅。電力系統(tǒng)的諧波問(wèn)題和低 功率因數(shù)問(wèn)題，主要由各種中小負(fù)載和設(shè)備的電子電源和電力電子裝置造成 的，它們是最嚴(yán)重的污染源。 ? ?圖1 ?因此應(yīng)采用有效的措施，降低電子電源和電力電子裝置的諧波，提高功率 因數(shù)。目前絕大部分電子電源都采用如圖1—1a所示的非控二極管整流、濾 波大電容和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)，把a(bǔ)c電源變換成dc電源。這種ac/dc變 換電路的輸入電壓雖為正弦波，但輸入電流卻發(fā)生了畸變，如圖11b所示， 造成電網(wǎng)側(cè)輸入電流嚴(yán)重的非正弦化輸入電流非正弦化必然導(dǎo)致電流總諧波 失真(thd)高和功率因數(shù)(pf)低(這種

為設(shè)計(jì)較穩(wěn)定恒流源,基準(zhǔn)電壓噪聲幅值要求控制在20mv以?xún)?nèi)。開(kāi)關(guān)電源模塊普遍存在紋波與尖峰脈沖噪聲干擾,其實(shí)質(zhì)由差模干擾與共模干擾引起。通過(guò)對(duì)某l系列開(kāi)關(guān)電源測(cè)試,了解其噪聲頻率分布與幅值分布情況,研究并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的抑制電路,由結(jié)果分析得到最有效的濾波方式。電路設(shè)計(jì)旨在簡(jiǎn)單有效地抑制2種主要噪聲,利用lc無(wú)源濾波電路即能將噪聲控制在12mv左右。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),該設(shè)計(jì)方法對(duì)其他開(kāi)關(guān)電源同樣有顯著的抑制效果。

針對(duì)現(xiàn)有斜坡補(bǔ)償電路復(fù)雜、補(bǔ)償效果不明顯的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了一種用于boost型dc-dc變換器的斜坡補(bǔ)償電路。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,補(bǔ)償效果好,解決了峰值電流控制模式系統(tǒng)產(chǎn)生的不穩(wěn)定問(wèn)題,提高了開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)定性?；趘is標(biāo)準(zhǔn)0.4μmbcd工藝實(shí)現(xiàn),利用candence軟件對(duì)核心電路進(jìn)行仿真。結(jié)果表明,該系統(tǒng)可以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求,能穩(wěn)定輸出高精度電壓,具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

dc-dc轉(zhuǎn)換器接地環(huán)路詳解 dc-dc轉(zhuǎn)換器為整個(gè)系統(tǒng)中的各個(gè)電路供電。盡管每個(gè)電路在測(cè)試臺(tái) 上可能表現(xiàn)很好，但系統(tǒng)整體性能卻往往達(dá)不到各個(gè)電路的性能效果。為什么？ 有許多潛在因素，而系統(tǒng)中各個(gè)電路的整體接地系統(tǒng)是首要原因。設(shè)計(jì)師需要 非常清楚每個(gè)電路如何接地，系統(tǒng)中是否存在接地環(huán)路。 當(dāng)兩個(gè)電路和/或系統(tǒng)之間存在一個(gè)以上對(duì)地連接時(shí)就構(gòu)成了接地環(huán)路。 重復(fù)接地通道相當(dāng)于形成一個(gè)接收接口信號(hào)的環(huán)形天線(電流通過(guò)接地電阻轉(zhuǎn)換 成電壓)。接收接地環(huán)路感應(yīng)電壓的后果是，隨著感應(yīng)電壓的疊加造成系統(tǒng)對(duì)地 基準(zhǔn)電壓不穩(wěn)。這些感應(yīng)噪聲電壓會(huì)成為整個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)的一部分! 此外，接地環(huán)路形成一條共用線，導(dǎo)致接地電流經(jīng)一個(gè)以上通道回到系 統(tǒng)對(duì)地端接地極原點(diǎn)。例如，多臺(tái)計(jì)算機(jī)的電源通過(guò)公共辦公布線配置中的接 地彼此連接在一起，但也可以通過(guò)數(shù)據(jù)通信布線連接。因此，計(jì)算機(jī)彼此之間 往往通過(guò)一條以上接地通

設(shè)計(jì)了一種升壓型恒流led驅(qū)動(dòng)芯片,驅(qū)動(dòng)電流可由外接電阻從15~300ma任意調(diào)整,輸入電壓為2.8~5.5v,輸出電壓最高可達(dá)38v。設(shè)計(jì)固定開(kāi)關(guān)頻率為1mhz,應(yīng)用時(shí)只需很小的外接電感即可。相對(duì)于其他驅(qū)動(dòng)器電路,該驅(qū)動(dòng)器增加了過(guò)壓保護(hù)電路,無(wú)需外接穩(wěn)壓二極管,降低了應(yīng)用成本。采用上華0.5μmbcd工藝完成芯片的設(shè)計(jì),傳輸效率高達(dá)94%。

吸收利用制動(dòng)狀態(tài)電機(jī)回饋再生電能已成為電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的重要途徑。通過(guò)分析儲(chǔ)能節(jié)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu),得出儲(chǔ)能系統(tǒng)等效電路;在此基礎(chǔ)上建立了用于儲(chǔ)能節(jié)能系統(tǒng)的雙向dc-dc變換器切換系統(tǒng)模型,構(gòu)造了系統(tǒng)的lyapunov函數(shù),通過(guò)lyapunov函數(shù)推導(dǎo)出系統(tǒng)切換控制律。在儲(chǔ)能和放電兩種工況下的仿真結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠完全吸收并利用電機(jī)回饋電能,保持直流母線電壓穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。

提出了一種采用高頻鏈實(shí)現(xiàn)大電壓落差的dc-dc24v直流變換方法,并詳細(xì)闡述了工作原理、控制方案和高頻變壓器的參數(shù)設(shè)計(jì).在設(shè)計(jì)中既考慮高頻化、高效率,又兼顧低損耗、小體積的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則,同時(shí)還設(shè)計(jì)了比較完備的保護(hù)電路和起動(dòng)電路,研制出的產(chǎn)品已成功用于某礦井中.