有源中點(diǎn)鉗位三電平零電流轉(zhuǎn)換軟開關(guān)變流器

提出了一種新型半橋電流源型串聯(lián)諧振零電流三電平逆變器。該逆變器由三電平橋臂、串聯(lián)諧振槽、雙副邊高頻隔離變壓器、共發(fā)射極周波變換器及輸出濾波電容組成,開關(guān)管電壓應(yīng)力為輸入電壓的一半,可實(shí)現(xiàn)全程零電流軟開關(guān)。分析了系統(tǒng)開關(guān)與能量交換的過程,并對每個(gè)開關(guān)過程能量傳遞方式進(jìn)行了討論。根據(jù)四象限工作要求設(shè)計(jì)了邏輯組合驅(qū)動信號,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在阻性負(fù)載、感性負(fù)載、空載模式下的控制。在對電路詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,已經(jīng)制作樣機(jī)一臺,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的正確性。

anovelsoftwareimplementationforcurrentpolaritydetectionandcurrentcompensationispresented.forathree-phasezero-voltagesoft-switching(zvs)pwmconverterbasedonphaseandamplitudecontrol(pac),whensaw-toothcarrierswithalternatepositiveandnegativeslopesareadopted,thepositiveornegativeslopesarechosenaccordingtothephasecurrentpolarity.sincepo-larityreversalcausescurrentdistortion,currentattheinstantofreversalshouldbecompensatedfor.basedonthecharacteristicofunitypowerfactorconverterinrectificationandregenerationmodes,asoftwareimplementationforcurrentpolaritydetectionisproposed.distortionofcurrentzero-crossingcausedbyusingsaw-toothcarrierswithalternatepositiveandnegativeslopesisanalyzed,andtherelevantcompensationmethodisproposed.experimentalstudywitha1.5kwdeviceshowsthatphasecurrenthasasmallharmoniccontentandpowerfactorishighbothinrectificationandregenerationmodes.

對于一種基于幅相控制的三相零電壓開關(guān)pwm變流器,在利用正負(fù)斜率交替的鋸齒載波調(diào)制方式下,需要按照電流極性來進(jìn)行鋸齒載波斜率的交替翻轉(zhuǎn),由于在翻轉(zhuǎn)處會造成電流畸變,也需要按照電流極性變化的時(shí)刻來補(bǔ)償。該文從單位功率因數(shù)變流器的固有特點(diǎn)出發(fā),在順變和逆變狀態(tài)下,提出了電流極性檢測的軟件實(shí)現(xiàn)方法,分析了使用正負(fù)斜率鋸齒載波帶來的電流過零點(diǎn)失真的原因,并給出了相應(yīng)的補(bǔ)償方案。該方法有效保證了軟開關(guān)技術(shù)在三相pwm變流器上的實(shí)現(xiàn),具有簡便有效、節(jié)約硬件資源、相電流諧波較小等優(yōu)點(diǎn)。

有源箱位軟開關(guān) 摘要：從工程實(shí)際的角度介紹了dc/dc技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展，給出當(dāng)今國際頂級dc/dc產(chǎn)品的實(shí)用技 術(shù)、專利技術(shù)及普遍采用的特有技術(shù)。指出了半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)步給dc/dc技術(shù)帶來的巨大變化。并指 出了dc/dc的數(shù)字化方向。 關(guān)鍵詞：有源箱位軟開關(guān)同步整流級聯(lián)拓樸mcu控制高效率高功率密度dc/dc 分布式電源系統(tǒng)應(yīng)用的普及推廣以及電池供電移動式電子設(shè)備的飛速發(fā)展，其電源系統(tǒng)需用的 dc/dc電源模塊越來越多。對其性能要求越來越高。除去常規(guī)電性能指標(biāo)以外，對其體積要求越來 越小，也就是對其功率密度的要求越來越高，對轉(zhuǎn)換效率要求也越來越高，也即發(fā)熱越來越少。這 樣其平均無故障工作時(shí)間才越來越長，可靠性越來越好。因此如何開發(fā)設(shè)計(jì)出更高功率密度、更高 轉(zhuǎn)換效率、更低成本更高性能的dc/dc轉(zhuǎn)換器始終是近二十年來電力電子技術(shù)工程師追求的目標(biāo)。 例如：二十年前

針對模塊電源的發(fā)展趨勢和有源鉗位電路的工作原理,研究了一種采用磁放大技術(shù)和固定伏特秒控制技術(shù)的有源鉗位正激軟開關(guān)電路,并對該電路的工作過程進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一款25w的電源樣機(jī)。經(jīng)過測試,驗(yàn)證了該理論分析的正確性,在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)完全實(shí)現(xiàn)了主開關(guān)管和鉗位開關(guān)管的軟開關(guān)變換,軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)的條件不依賴于變壓器的參數(shù)。在采用肖特基二極管整流的情況下,滿載輸出的轉(zhuǎn)換效率在89%以上。

提出了一種新型的有源箝位雙管反激電路拓?fù)?不僅克服了傳統(tǒng)單管反激開關(guān)管應(yīng)力大的缺點(diǎn),而且主開關(guān)及輔開關(guān)管都實(shí)現(xiàn)了零電壓開通(zvs),次級二極管實(shí)現(xiàn)了零電流關(guān)斷(zcs)。此外通過斜坡補(bǔ)償,占空比可以大于50%。該反激拓?fù)涑浞掷昧寺└械哪芰?無需外加緩沖電路,電路結(jié)構(gòu)簡單,因此可以應(yīng)用于高效率、寬范圍、高電壓輸入的場合。對該拓?fù)涞墓ぷ髟?、特性、設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)描述,并在一臺127～330v輸入、18.6v/5a輸出的樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。

提出了隔離型dc/dc變換器的zct實(shí)現(xiàn)方案。在變壓器副邊構(gòu)造了和主功率回路并聯(lián)的輔助諧振網(wǎng)絡(luò),在主開關(guān)管關(guān)斷以前開通主開關(guān)管,通過諧振電容的高電壓封鎖副邊整流橋的輸出,使變壓器原邊電流降到零,在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了主管和輔管的零電流開關(guān)。該文以推挽正激變換器為例,進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì),通過原理樣機(jī)的研制證明了這種方案的優(yōu)點(diǎn)。最后給出了應(yīng)用此種思想實(shí)現(xiàn)zct的一族變換器拓?fù)洹?/p>

在大功率應(yīng)用場合,igbt或bjt等少子半導(dǎo)體開關(guān)在關(guān)斷時(shí)由于存在電流拖尾效應(yīng),而產(chǎn)生相當(dāng)高的關(guān)斷損耗。為解決此問題,本文用對偶原理構(gòu)造了一種新型單級隔離功率因數(shù)校正開關(guān)電源電路,引入了全新的有源箝位零電流開關(guān)技術(shù),使主開關(guān)的電流被箝位在一個(gè)很低的電平上,從而大大降低大功率器件在關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的電流應(yīng)力，此電路具有很大的應(yīng)用前景。

單相電流型多電平變流器拓?fù)湟话愣祭梅至麟姼挟a(chǎn)生各級中間電平電流,為使各級中間電平電流保持平衡,必須研究電流型多電平變流器的均流特性。根據(jù)分流電感的連接方式,以一類最簡單的單相電流型多電平變流器拓?fù)錇槔?通過建立其分流電感電壓平均值的數(shù)學(xué)表達(dá)式,從理論上對該類變流器的自均流特性進(jìn)行了詳細(xì)分析,仿真實(shí)驗(yàn)獲得了與理論分析相一致的結(jié)論。為改善不同負(fù)載特性下輸出電流的諧波特性,提出了一種基于直流側(cè)電流反饋、自動選擇冗余開關(guān)組合的均流控制方法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了控制方法的正確性與有效性。

本文講述了雙晶體管正激有源鉗位軟開關(guān)電源的工作原理,并給出實(shí)際產(chǎn)品雙晶體管的工作波形。該電路結(jié)構(gòu)中,功率開關(guān)管的電壓應(yīng)力小,并工作于zvs導(dǎo)通和關(guān)斷,減小開關(guān)功耗,降低了emi。

在優(yōu)化多電平變換器系統(tǒng)性能時(shí)必須建立變換器開關(guān)損耗模型。通過一些特征參數(shù)來表征器件的開關(guān)波形,并根據(jù)開關(guān)波形產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)理分別擬合逼近三電平變換器中快恢復(fù)二極管和igbt的真實(shí)開關(guān)波形。另外,在分析二極管鉗位型三電平變換器半導(dǎo)體器件開通、關(guān)斷機(jī)理的基礎(chǔ)上,建立了此類變換器的開關(guān)損耗計(jì)算模型。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了二極管鉗位型三電平變換器的器件開關(guān)模型和開關(guān)損耗模型的正確性和有效性。

(19)中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局 (12)實(shí)用新型專利 (10)授權(quán)公告號 (45)授權(quán)公告日 (21)申請?zhí)?01920576266.9 (22)申請日2019.04.25 (73)專利權(quán)人馬宏 地址710043陜西省西安市新城區(qū)咸寧東 路二十七號3樓3門9號 (72)發(fā)明人馬宏　 (51)int.cl. h01h9/24(2006.01) h01h9/52(2006.01) h01h3/00(2006.01) h01h3/26(2006.01) h01h3/32(2006.01) h01h3/40(2006.01) (54)實(shí)用新型名稱 手電兩用大電流轉(zhuǎn)換開關(guān) (57)摘要 手電兩用大電流轉(zhuǎn)換開關(guān)，包括機(jī)架，位于 機(jī)架左右兩端對稱設(shè)置有升降機(jī)總成，升降機(jī)總 成上連接活動板一側(cè)，活動板另一側(cè)設(shè)置有活動 銅排，與活

電壓、電流轉(zhuǎn)換開關(guān)接線圖 (2)

;. ;.. 電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)接線圖： c65n/1p/6dfurt18-32x/6-4a l1 l2pv l3 uab1—27—8 ubc5—69—10 uca3—411—12lw5—15yh3/3型 電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)接線圖 k1f027mch vk l1—l2l1—n l2—l3l2—n l3—l1l3—n . v 12 34 56

分析了輕載時(shí)直流母線零電壓過渡軟開關(guān)逆變器存在的中點(diǎn)電壓不平衡問題。通過理論分析對其產(chǎn)生的原因和對電路工作過程的影響進(jìn)行了詳細(xì)描述,并給出了該中點(diǎn)電壓不平衡問題的解決方案,最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方案的可行性。

提出一種新型的zvzcspwm三電平直流變換器,在變壓器的次級側(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關(guān)難的問題新的主電路拓?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

提出了一種新穎的移相控制零電壓開關(guān)三電平變換器,分析了該變換器的工作原理,并給出了移相控制電路和驅(qū)動電路。最后利用該變換器研制出一最大輸出為120a的弧焊電源,并給出了試驗(yàn)波形和電源的實(shí)測外特性波形。

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)也對高性能的電力電子元器件提出了更高的要求。軟開關(guān)技術(shù)是基于以諧振為主的輔助換流手段,可以使開關(guān)頻率有較大幅度的提高,從而使得電路中的開關(guān)損耗、開關(guān)噪聲等問題有效解決。

并聯(lián)有源電力濾波器是電網(wǎng)中諧波治理的一個(gè)重要組成部分。二極管箝位式(npc)三電平并聯(lián)有源電力濾波器適用于大功率,高電壓場合的電流諧波補(bǔ)償。為了解決傳統(tǒng)的npc三電平并聯(lián)有源電力濾波器結(jié)構(gòu)中,中點(diǎn)電位波動的問題,提出了一種自消除中點(diǎn)電位波動的npc三電平并聯(lián)有源濾波器結(jié)構(gòu),即在直流側(cè)中點(diǎn)和三相橋臂中點(diǎn)之間串入一個(gè)可控電壓源,通過控制可控電壓源的輸出電壓的大小,對中點(diǎn)電位的波動進(jìn)行實(shí)時(shí)的補(bǔ)償。仿真的結(jié)果證實(shí)了提出的新型的并聯(lián)有源濾波器結(jié)構(gòu)能夠有效的消除中點(diǎn)電位波動,且系統(tǒng)的動態(tài)性能良好,具有較高的實(shí)用價(jià)值。

光學(xué)電流轉(zhuǎn)換器

提出一種隔離式頻率電流轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方案。該頻率電流轉(zhuǎn)換器采用pic16f1823單片機(jī)采集200～1000hz頻率信號,通過spi協(xié)議與da芯片mcp4911通信,將頻率信號轉(zhuǎn)換成電壓信號,然后通過集成電路ad694將電壓信號線性轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的4～20ma電流信號。工業(yè)測試結(jié)果表明,該頻率電流轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集精度可達(dá)0.5級,誤差范圍小于±0.5%,滿量程工作時(shí)電流為26.8±0.2ma,最低功耗僅為450mw。

分析了兩種主流補(bǔ)償電流跟蹤控制技術(shù)(固定環(huán)寬的滯環(huán)比較電流控制和三角波比較pwm電流控制)的原理,提出了一種三角波過調(diào)制的電流跟蹤控制新方法,該方法能夠有效控制開關(guān)頻率,提高了大電流的跟蹤能力,減小系統(tǒng)的跟蹤誤差。采用psim軟件,搭建器件模型進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),并對其開關(guān)信號和跟蹤誤差的結(jié)果進(jìn)行了分析比較,理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了所提出的新的補(bǔ)償電流跟蹤控制方法的可行性和有效性。