有源中點鉗位三電平零電流轉換軟開關變流器

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,開關管電壓應力為輸入電壓的一半,可實現(xiàn)全程零電流軟開關。分析了系統(tǒng)開關與能量交換的過程,并對每個開關過程能量傳遞方式進行了討論。根據四象限工作要求設計了邏輯組合驅動信號,實現(xiàn)了系統(tǒng)在阻性負載、感性負載、空載模式下的控制。在對電路詳細分析的基礎上,已經制作樣機一臺,并通過實驗驗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pwm變流器,在利用正負斜率交替的鋸齒載波調制方式下,需要按照電流極性來進行鋸齒載波斜率的交替翻轉,由于在翻轉處會造成電流畸變,也需要按照電流極性變化的時刻來補償。該文從單位功率因數(shù)變流器的固有特點出發(fā),在順變和逆變狀態(tài)下,提出了電流極性檢測的軟件實現(xiàn)方法,分析了使用正負斜率鋸齒載波帶來的電流過零點失真的原因,并給出了相應的補償方案。該方法有效保證了軟開關技術在三相pwm變流器上的實現(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。

有源箱位軟開關 摘要：從工程實際的角度介紹了dc/dc技術的現(xiàn)狀及發(fā)展，給出當今國際頂級dc/dc產品的實用技 術、專利技術及普遍采用的特有技術。指出了半導體技術進步給dc/dc技術帶來的巨大變化。并指 出了dc/dc的數(shù)字化方向。 關鍵詞：有源箱位軟開關同步整流級聯(lián)拓樸mcu控制高效率高功率密度dc/dc 分布式電源系統(tǒng)應用的普及推廣以及電池供電移動式電子設備的飛速發(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間才越來越長，可靠性越來越好。因此如何開發(fā)設計出更高功率密度、更高 轉換效率、更低成本更高性能的dc/dc轉換器始終是近二十年來電力電子技術工程師追求的目標。 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和固定伏特秒控制技術的有源鉗位正激軟開關電路,并對該電路的工作過程進行了詳細的理論分析。在此基礎上,設計了一款25w的電源樣機。經過測試,驗證了該理論分析的正確性,在整個負載范圍內完全實現(xiàn)了主開關管和鉗位開關管的軟開關變換,軟開關實現(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撲,不僅克服了傳統(tǒng)單管反激開關管應力大的缺點,而且主開關及輔開關管都實現(xiàn)了零電壓開通(zvs),次級二極管實現(xiàn)了零電流關斷(zcs)。此外通過斜坡補償,占空比可以大于50%。該反激拓撲充分利用了漏感的能量,無需外加緩沖電路,電路結構簡單,因此可以應用于高效率、寬范圍、高電壓輸入的場合。對該拓撲的工作原理、特性、設計進行了詳細描述,并在一臺127～330v輸入、18.6v/5a輸出的樣機上進行了驗證。

提出了隔離型dc/dc變換器的zct實現(xiàn)方案。在變壓器副邊構造了和主功率回路并聯(lián)的輔助諧振網絡,在主開關管關斷以前開通主開關管,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,在全負載范圍內實現(xiàn)了主管和輔管的零電流開關。該文以推挽正激變換器為例,進行了詳細的理論分析和關鍵參數(shù)的設計,通過原理樣機的研制證明了這種方案的優(yōu)點。最后給出了應用此種思想實現(xiàn)zct的一族變換器拓撲。

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

單相電流型多電平變流器拓撲一般都利用分流電感產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撲為例,通過建立其分流電感電壓平均值的數(shù)學表達式,從理論上對該類變流器的自均流特性進行了詳細分析,仿真實驗獲得了與理論分析相一致的結論。為改善不同負載特性下輸出電流的諧波特性,提出了一種基于直流側電流反饋、自動選擇冗余開關組合的均流控制方法,實驗結果驗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電源的工作原理,并給出實際產品雙晶體管的工作波形。該電路結構中,功率開關管的電壓應力小,并工作于zvs導通和關斷,減小開關功耗,降低了emi。

在優(yōu)化多電平變換器系統(tǒng)性能時必須建立變換器開關損耗模型。通過一些特征參數(shù)來表征器件的開關波形,并根據開關波形產生的內在機理分別擬合逼近三電平變換器中快恢復二極管和igbt的真實開關波形。另外,在分析二極管鉗位型三電平變換器半導體器件開通、關斷機理的基礎上,建立了此類變換器的開關損耗計算模型。實驗驗證了二極管鉗位型三電平變換器的器件開關模型和開關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權局 (12)實用新型專利 (10)授權公告號 (45)授權公告日 (21)申請?zhí)?01920576266.9 (22)申請日2019.04.25 (73)專利權人馬宏 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)實用新型名稱 手電兩用大電流轉換開關 (57)摘要 手電兩用大電流轉換開關，包括機架，位于 機架左右兩端對稱設置有升降機總成，升降機總 成上連接活動板一側，活動板另一側設置有活動 銅排，與活

電壓、電流轉換開關接線圖 (2)

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

分析了輕載時直流母線零電壓過渡軟開關逆變器存在的中點電壓不平衡問題。通過理論分析對其產生的原因和對電路工作過程的影響進行了詳細描述,并給出了該中點電壓不平衡問題的解決方案,最后通過實驗驗證了方案的可行性。

提出一種新型的zvzcspwm三電平直流變換器,在變壓器的次級側附加一個輔助繞組,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難的問題新的主電路拓撲減小了高壓下功率器件的電壓應力分析了各時段的工作原理,并提供了設計參考和實驗結果

提出了一種新穎的移相控制零電壓開關三電平變換器,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,并給出了試驗波形和電源的實測外特性波形。

現(xiàn)代電力電子裝置的發(fā)展突飛猛進,堅強智能電網建設也對高性能的電力電子元器件提出了更高的要求。軟開關技術是基于以諧振為主的輔助換流手段,可以使開關頻率有較大幅度的提高,從而使得電路中的開關損耗、開關噪聲等問題有效解決。

本文討論了一種有源鉗位的零電壓軟開關逆變器，分析了它的工作原理，指出它能夠減小后級逆變環(huán)節(jié)開關管的電壓應力，仿真和實驗結果都證實了這一點。

并聯(lián)有源電力濾波器是電網中諧波治理的一個重要組成部分。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償。為了解決傳統(tǒng)的npc三電平并聯(lián)有源電力濾波器結構中,中點電位波動的問題,提出了一種自消除中點電位波動的npc三電平并聯(lián)有源濾波器結構,即在直流側中點和三相橋臂中點之間串入一個可控電壓源,通過控制可控電壓源的輸出電壓的大小,對中點電位的波動進行實時的補償。仿真的結果證實了提出的新型的并聯(lián)有源濾波器結構能夠有效的消除中點電位波動,且系統(tǒng)的動態(tài)性能良好,具有較高的實用價值。

光學電流轉換器

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