三相单级高功率因数软开关AC/DC变换器

针对在大功率能量存储场合适用的非隔离双向dc-dc变换器一般存在着开关损耗大、断续工作时寄生振荡等问题,研究了非隔离双向dc-dc变换器的基本原理,为了提高系统的功率密度减少系统损耗,半桥变换器的开关管互补导通,并工作在电感电流断续过零状态以实现软开关。对采用超级电容的双向变换器进行了定量分析,分析并计算了主电路电感与电容参数。同时,通过对双向变换器的控制模型的分析,对超级电容采用恒流充电、恒流恒压放电的策略,实现了双向dc-dc变换器双向工作的稳定。在以上理论分析的基础上,搭建了实验样机进行实验验证,仿真和实验结果验证了本文控制模型分析的正确性。

软开关半桥dc/dc变换器的pwm控制 ?　　引言 ? ? ?　　半桥dc/dc变换器结构简单，控制方便，非常适用于中小功率场合。 硬开关变换器高频时开关损耗很大，严重影响其效率。软开关技术可降低开 关损耗和线路的emi，提高效率和功率密度，提高开关频率从而减小变换器 体积和重量。传统半桥变换器有两种控制方法，一种是对称控制，一种是不 对称互补控制。本文主要分析实现半桥dc/dc变换器软开关的pwm控制策 略。 ? ? ?　　1控制型软开关pwm控制策略 ? ? ?　　控制型软开关半桥dc/dc变换器不增加主电路元器件(可增加电感电 容元件以实现软开关条件)，通过合理设计控制电路来实现软开关。图1给出 4种控制型软开关半桥dc/dc变换器的pwm控制策略。 ? ? ?　　 ? ? ? ? ? ? ? ?　　图1控制型软开关

谐波污染已引起世界各国的高度重视。功率因数校正(pfc)是治理谐波的一种有效方法。本文研究了基于单周期控制的三相三开关高功率因数整流器,推导了三相三开关升压整流器的控制规律,设计了一种基于单周期控制技术的pfc控制器,该控制器不需要乘法器,更不需要对电源电压进行检测,其控制逻辑非常简单且以恒定频率工作。完成了7kw三相高功率因数整流器的设计与实验研究,进行了稳态与动态响应试验,试验结果表明系统的功率因数可达0.98,且实现了单位功率因数校正和低电流畸变。

根据三相单开关功率因数校正(pfc)电路的工作原理,实现了专用时域仿真程序的编制,待求解的微分方程阶次低,仿真速度高。通过与通用仿真程序的对比,证明了专用程序的有效性和高速性。

研究了基于单周期控制的三相六开关高功率因数整流器,推导了三相六开关升压整流器的控制规律,设计了一种基于单周期控制技术的pfc控制器,完成了2kw三相高功率因数整流器的设计与试验。试验结果表明,该系统的功率因数可达0.991,实现了单位功率因数校正和低电流畸变。

被研究电路简单而实用,工作于固定占空比就能实现功率因数校正,不过这种情况下,输入电流含较多的5、7和11次谐波。往占空比注入6倍次谐波,能显著减小谐波,但确定各谐波的注入量是个难点。采用多种算法(含遗传算法)对谐波注入系数进行了优化。经对比可知:最简单迅速的方法是一维搜索;各次谐波的注入系数和输入电压幅值有关,只注入6次谐波效果还不够理想;此外,所给优化结果是这种电路所能达到的最佳效果。

三相单开关boost型功率因数校正器的分析和设计较为繁琐,简化模型可使电路的分析和设计大为简化,利用简化模型对功率因数校正器进行了分析和设计,仿真和实验说明了分析和设计的正确性。

针对目前开关变换器不能在一级同时实现高功率因数、高效率、大功率输出的缺点,提出了一种双重单级功率因数校正(pfc)软开关拓扑结构。详细分析了变换器的各种工作模态,给出了变换器参数的设计方法以及实现高功率因数和软开关的条件。实验验证了变换器的可行性和正确性。该变换器在诸如风力发电系统、大功率分布式电源系统、航空等领域中具有重要应用价值。

针对传统开关电源输入功率因数低、谐波含量高、开关损耗大等缺点,提出了一款基于三相双开关pfc电路的高功率因数软开关电源。本文研究了三相双开关pfc电路的六种工作模态,分析了移相全桥zvspwm变换电路实现谐振软开关的原理,提出一种高功率因数软开关电源实用电路,并进行了仿真验证及电路实现。实验结果表明,实验电路能够有效提高电源的功率因数,且所有开关管都工作在软开关状态。实验电路具有高功率因数、低开关损耗、设计简单、容易实现等优点。

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开关电源dc/dc变换器拓扑结构全集 给出六种基本dc/dc变换器拓扑 依次为buck,boost,buck-boost,cuk,zeta,sepic变换器 半桥变换器也是双端变换器,以上是两种拓扑。 半桥开关管电压应力为输入电压.而且由于另外一个桥臂上的电容,具有抗偏 磁能力,但是对于上面一种拓扑,通常还会加隔直电容来提高抗偏磁能力.但是如 果采用峰值电流控制,要注意一个问题,就是有可能会导致电容安秒不平衡的问 题.要需要其他方法来解决。半桥变换器可以通过不对称控制来实现zvs,也就 是两个管子交替导通,一个占空比为d,另外一个就为1-d.就是所谓的不对称半 桥,通常采用下面一种拓扑.对于不对称半桥可以采用峰值电流控制。 正激变换器 绕组复位正激变换器 lcd复位正激变换器 rcd复位正激变换器 有源钳位正激变换器 双管正激 吸收双正激 有源

通过对单周双极性控制三相功率因数校正技术的工作原理、控制方法进行仿真研究,在单周双极性控制下输入电流能较好地跟踪输入电压,验证了采用该控制策略,功率因数校正系统具有动态响应快、易于平稳等优点。分析了单周双极性控制下,在每个开关周期、不同开关时段、不同开关组合情况的电感电压和电感电流的关系,经过对saber模型仿真结果的分析,推导出电感电流纹波的数学表达式,得出了电流纹波与电感值、开关频率和积分时间系数相关的结论。同时,系统参数一定时,当输出电压大于2倍的相电压与积分时间系数的比值,可以减小电感电流纹波;输入、输出电压一定时,电感电流纹波与电感值和开关频率成反比;系统稳定性范围与负载大小及积分时间系数有关。

针对传统开关电源输入功率因数低、谐波含量高、开关损耗大等缺点,提出了一种基于单周期控制的高功率因数软开关电源,分析了采用单周期控制进行有源功率因数校正的原理,研究了不对称半桥电路实现谐振软开关的不同工作模态,并设计实现了电源实验电路。实验结果表明,采用单周期控制可有效提高系统功率因数,减小输入电流中的谐波含量,且电路设计简单,容易实现。不对称半桥电路利用开关管的寄生电容与功率变压器的漏感进行谐振即可实现零电压开关,有效减少了开关损耗,提高了电源效率。

在需要采用三相整流器的中大功率场合，可控或不可控整流电路产生的低功率因数高谐波含量电网电流导致了电网电压畸变，增加了配电系统导体、变压器损耗和中线谐波电流。随着电力电子技术的发展，有功率因数校正的三相整流器越来越受到人们的重视。本文的目的就是介绍三相高功率因数整流器的进展

功率因数校正(pfc)是治理谐波的一种有效方法。设计了一种新型高效单相boost高功率因数整流器,主电路在传统的boost电路中加入无源无损软开关网络,在不改变电路原有工作原理、模式的情况下降低了du/dt和di/dt,提高了电路效率。控制电路采用ir1150作为主控芯片,简化了pfc电路的设计并缩小了装置体积。分析了单周期控制的功率因数校正原理与无源无损网络的工作原理,对高功率因数整流器的主要模块进行了详细分析与设计。设计了一种新型薄铜带工艺绕制的带中心抽头的三点式电感,有效地减小了高频集肤效应,改善了boost变换器的开关调制波形并降低了磁件温升。250w的样机试验表明,该高功率因数整流器设计合理、性能可靠,功率因数可达0.993,实现了开关管开通时的零电流开通和关断时的零电压关断。

单级功率因数校正变流器的研究已经得到了比较广泛的开展,但其在大功率变流器中的实际应用却受到较高开关电压应力因素的限制,为此分析了单级功率因数变流器产生高电压开关应力的内在原因,提出了降低过高电压应力的几种方案,并进行了电路分析和仿真实验。根据实验及电路分析结果,串联电容充电、并联电容放电方案以及变压器绕组电压负反馈方案,在降低开关管电压应力方面是2种优化的解决方案

三相交流电源供电的较大功率变频空调日益得到广泛应用,带来了三相整流器的功率校f问题。在简要分析三相单开关部分有源pfc的基础上,根据三相三线制、三相四线制供电方式的不同,提出了两种结合有源pfc技术和无源pfc技术的buck型混合三相有源部分pfc方案,在对其工作原理进行简要分析和仿真分析的基础上,进行了实验研究,所得结果验证了所提出的三相部分pfc具有电压与电流应力小、效率高、功率因数高、直流平均电压较高的特点,各种负载下交流输入侧的各次谐波电流均满足iec61000-3-2标准,中等负载以上时输入功率因数高达0.98。

三相交流电源供电的较大功率变频空调的广泛应用,带来了三相整流器的功率校正问题。根据三相三线制、三相四线制供电方式的不同,提出了两种结合有源pfc技术和无源pfc技术的buck型混合三相有源部分pfc方案。在对其工作原理进行简要分析的基础上,进行了实验研究,所得结果验证了提出的三相部分pfc具有电压与电流应力小、效率高、功率因数高、直流平均电压较高的特点,各种负载下交流输入侧的各次谐波电流均满足iec61000-3-2标准,中等负载以上时输入功率因数高达0.98,效率高达0.98。

为了获得开关dc-dc变换器的最优数字谷值电流(dvc)控制技术,研究了电感电流连续模式下dvc控制开关dc-dc变换器的工作原理,对比分析了采用前缘、后缘、三角前缘和三角后缘4种调制方式的dvc的占空比算法,并分析了各种算法的稳定性.在此基础上,对dvc控制开关dc-dc变换器的时域特性进行了仿真和试验研究,结果表明,采用后缘调制的dvc控制开关dc-dc变换器具有最优的负载瞬态特性,超调电压为62mv,响应时间为1.118ms.

在给出非正弦波电流功率因数的定义基础上,提出了一种改善变频空调器功率因数的电路,说明其工作原理,并给出了仿真电流波形和电流谐波频谱波形。实验结果证明:改进后的变频空调器在改善功率因数方面是有效的,并在实际中获得了运用

提出了一种新颖的三相cuk型高功率因数校正电路。在电路拓扑中采用三相全桥整流桥和单管功率开关实现高功率因数和低谐波电流输入;同时在中间储能电容(过渡电容)上串联一电感以及在续流二极管上并联一小电容,使得电路工作在复合谐振状态,从而获得零电流开关。文章分析了电路的工作原理,仿真验证了理论分析结果,同时一个2kw的试验电路验证了结论的正确性。该电路具有输出电压调节范围宽、功率因数和效率高等特点,具有很好的实用化前景。

三相单开关boost型pfc电路,由于工作在不连续导电模式,分析起来十分繁琐,设计不得不采用“试凑法”。本文根据电路的工作原理,利用平均法,把原电路简化成一个工作于dcm的dc/dc变换器,使主电路的阶次由三降为一,简化模型可用于主电路参数设计,线性化处理之后,可在频域设计输出电压调节器,因此使该类电路的设计摆脱“试凑法”。对比性的仿真说明,简化模型能够反映原电路的低频大信号特性。样机的实验也说明有关分析正确