有源中点钳位三电平零电流转换软开关变流器

提出了一种新型半桥电流源型串联谐振零电流三电平逆变器。该逆变器由三电平桥臂、串联谐振槽、双副边高频隔离变压器、共发射极周波变换器及输出滤波电容组成,开关管电压应力为输入电压的一半,可实现全程零电流软开关。分析了系统开关与能量交换的过程,并对每个开关过程能量传递方式进行了讨论。根据四象限工作要求设计了逻辑组合驱动信号,实现了系统在阻性负载、感性负载、空载模式下的控制。在对电路详细分析的基础上,已经制作样机一台,并通过实验验证了理论分析的正确性。

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

对于一种基于幅相控制的三相零电压开关pwm变流器,在利用正负斜率交替的锯齿载波调制方式下,需要按照电流极性来进行锯齿载波斜率的交替翻转,由于在翻转处会造成电流畸变,也需要按照电流极性变化的时刻来补偿。该文从单位功率因数变流器的固有特点出发,在顺变和逆变状态下,提出了电流极性检测的软件实现方法,分析了使用正负斜率锯齿载波带来的电流过零点失真的原因,并给出了相应的补偿方案。该方法有效保证了软开关技术在三相pwm变流器上的实现,具有简便有效、节约硬件资源、相电流谐波较小等优点。

有源箱位软开关 摘要：从工程实际的角度介绍了dc/dc技术的现状及发展，给出当今国际顶级dc/dc产品的实用技 术、专利技术及普遍采用的特有技术。指出了半导体技术进步给dc/dc技术带来的巨大变化。并指 出了dc/dc的数字化方向。 关键词：有源箱位软开关同步整流级联拓朴mcu控制高效率高功率密度dc/dc 分布式电源系统应用的普及推广以及电池供电移动式电子设备的飞速发展，其电源系统需用的 dc/dc电源模块越来越多。对其性能要求越来越高。除去常规电性能指标以外，对其体积要求越来 越小，也就是对其功率密度的要求越来越高，对转换效率要求也越来越高，也即发热越来越少。这 样其平均无故障工作时间才越来越长，可靠性越来越好。因此如何开发设计出更高功率密度、更高 转换效率、更低成本更高性能的dc/dc转换器始终是近二十年来电力电子技术工程师追求的目标。 例如：二十年前

针对模块电源的发展趋势和有源钳位电路的工作原理,研究了一种采用磁放大技术和固定伏特秒控制技术的有源钳位正激软开关电路,并对该电路的工作过程进行了详细的理论分析。在此基础上,设计了一款25w的电源样机。经过测试,验证了该理论分析的正确性,在整个负载范围内完全实现了主开关管和钳位开关管的软开关变换,软开关实现的条件不依赖于变压器的参数。在采用肖特基二极管整流的情况下,满载输出的转换效率在89%以上。

提出了一种新型的有源箝位双管反激电路拓扑,不仅克服了传统单管反激开关管应力大的缺点,而且主开关及辅开关管都实现了零电压开通(zvs),次级二极管实现了零电流关断(zcs)。此外通过斜坡补偿,占空比可以大于50%。该反激拓扑充分利用了漏感的能量,无需外加缓冲电路,电路结构简单,因此可以应用于高效率、宽范围、高电压输入的场合。对该拓扑的工作原理、特性、设计进行了详细描述,并在一台127～330v输入、18.6v/5a输出的样机上进行了验证。

提出了隔离型dc/dc变换器的zct实现方案。在变压器副边构造了和主功率回路并联的辅助谐振网络,在主开关管关断以前开通主开关管,通过谐振电容的高电压封锁副边整流桥的输出,使变压器原边电流降到零,在全负载范围内实现了主管和辅管的零电流开关。该文以推挽正激变换器为例,进行了详细的理论分析和关键参数的设计,通过原理样机的研制证明了这种方案的优点。最后给出了应用此种思想实现zct的一族变换器拓扑。

在大功率应用场合,igbt或bjt等少子半导体开关在关断时由于存在电流拖尾效应,而产生相当高的关断损耗。为解决此问题,本文用对偶原理构造了一种新型单级隔离功率因数校正开关电源电路,引入了全新的有源箝位零电流开关技术,使主开关的电流被箝位在一个很低的电平上,从而大大降低大功率器件在关断时产生的电流应力，此电路具有很大的应用前景。

单相电流型多电平变流器拓扑一般都利用分流电感产生各级中间电平电流,为使各级中间电平电流保持平衡,必须研究电流型多电平变流器的均流特性。根据分流电感的连接方式,以一类最简单的单相电流型多电平变流器拓扑为例,通过建立其分流电感电压平均值的数学表达式,从理论上对该类变流器的自均流特性进行了详细分析,仿真实验获得了与理论分析相一致的结论。为改善不同负载特性下输出电流的谐波特性,提出了一种基于直流侧电流反馈、自动选择冗余开关组合的均流控制方法,实验结果验证了控制方法的正确性与有效性。

本文讲述了双晶体管正激有源钳位软开关电源的工作原理,并给出实际产品双晶体管的工作波形。该电路结构中,功率开关管的电压应力小,并工作于zvs导通和关断,减小开关功耗,降低了emi。

在优化多电平变换器系统性能时必须建立变换器开关损耗模型。通过一些特征参数来表征器件的开关波形,并根据开关波形产生的内在机理分别拟合逼近三电平变换器中快恢复二极管和igbt的真实开关波形。另外,在分析二极管钳位型三电平变换器半导体器件开通、关断机理的基础上,建立了此类变换器的开关损耗计算模型。实验验证了二极管钳位型三电平变换器的器件开关模型和开关损耗模型的正确性和有效性。

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号201920576266.9 (22)申请日2019.04.25 (73)专利权人马宏 地址710043陕西省西安市新城区咸宁东 路二十七号3楼3门9号 (72)发明人马宏　 (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)实用新型名称 手电两用大电流转换开关 (57)摘要 手电两用大电流转换开关，包括机架，位于 机架左右两端对称设置有升降机总成，升降机总 成上连接活动板一侧，活动板另一侧设置有活动 铜排，与活

电压、电流转换开关接线图 (2)

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分析了轻载时直流母线零电压过渡软开关逆变器存在的中点电压不平衡问题。通过理论分析对其产生的原因和对电路工作过程的影响进行了详细描述,并给出了该中点电压不平衡问题的解决方案,最后通过实验验证了方案的可行性。

提出一种新型的zvzcspwm三电平直流变换器,在变压器的次级侧附加一个辅助绕组,整流得到的辅助电压,为滞后管创造零电流条件,较好地解决了滞后管轻载下软开关难的问题新的主电路拓扑减小了高压下功率器件的电压应力分析了各时段的工作原理,并提供了设计参考和实验结果

提出了一种新颖的移相控制零电压开关三电平变换器,分析了该变换器的工作原理,并给出了移相控制电路和驱动电路。最后利用该变换器研制出一最大输出为120a的弧焊电源,并给出了试验波形和电源的实测外特性波形。

现代电力电子装置的发展突飞猛进,坚强智能电网建设也对高性能的电力电子元器件提出了更高的要求。软开关技术是基于以谐振为主的辅助换流手段,可以使开关频率有较大幅度的提高,从而使得电路中的开关损耗、开关噪声等问题有效解决。

并联有源电力滤波器是电网中谐波治理的一个重要组成部分。二极管箝位式(npc)三电平并联有源电力滤波器适用于大功率,高电压场合的电流谐波补偿。为了解决传统的npc三电平并联有源电力滤波器结构中,中点电位波动的问题,提出了一种自消除中点电位波动的npc三电平并联有源滤波器结构,即在直流侧中点和三相桥臂中点之间串入一个可控电压源,通过控制可控电压源的输出电压的大小,对中点电位的波动进行实时的补偿。仿真的结果证实了提出的新型的并联有源滤波器结构能够有效的消除中点电位波动,且系统的动态性能良好,具有较高的实用价值。

光学电流转换器

提出一种隔离式频率电流转换器的设计方案。该频率电流转换器采用pic16f1823单片机采集200～1000hz频率信号,通过spi协议与da芯片mcp4911通信,将频率信号转换成电压信号,然后通过集成电路ad694将电压信号线性转换为标准的4～20ma电流信号。工业测试结果表明,该频率电流转换器的数据采集精度可达0.5级,误差范围小于±0.5%,满量程工作时电流为26.8±0.2ma,最低功耗仅为450mw。

分析了两种主流补偿电流跟踪控制技术(固定环宽的滞环比较电流控制和三角波比较pwm电流控制)的原理,提出了一种三角波过调制的电流跟踪控制新方法,该方法能够有效控制开关频率,提高了大电流的跟踪能力,减小系统的跟踪误差。采用psim软件,搭建器件模型进行了仿真实验,并对其开关信号和跟踪误差的结果进行了分析比较,理论分析和仿真实验结果表明了所提出的新的补偿电流跟踪控制方法的可行性和有效性。