固定变比为1/3的双桥臂开关电容变换器的研究

摘要：开关电容变换器一直是一个重要的研究领域。近年来,随着交流场合应用的需要,AC-AC开关电容变换器在逐渐发展,主要集中在单桥臂的研究,对于双桥臂的研究较少,尤其在高频工作过程方面还有待发展。通过对各种直流、单相交流开关电容变换器的研究,发现所研究的开关电容变换器主要集中在对单桥臂实验波形、效率和等效电阻的分析,由于双桥臂的电路结构、工作过程比单桥臂要复杂,对其暂态工作过程的研究很少,而开关电容变换器的工作过程和等效电阻的研究对设计双桥臂开关电容变换器以及提高电路的稳态特性有着重要作用。为了更好的提升电路的性能和稳态特性,对1-2升压型双桥臂开关电容变换器在低频、高频的工作过程和换向过程进行了深入研究,给出了开关电容变换器的控制驱动方式,并通过高频分析进行暂态建模得到了等效内阻的表达式。最后通过仿真对分析结果进行了验证。     

电感电流伪连续导电模式下Buck变换器的动力学建模与分析

以电感电流伪连续导电模式(pseudo-continuous conduction mode, PCCM)下Buck变换器为例, 通过对开关变换器的开关模态的完整描述, 建立了PCCM Buck变换器的精确离散时间模型. 基于该模型, 研究了PCCM Buck变换器在负载电阻、电感等效串联电阻、电感、电容、参考电流和输入电压等电路参数变化时的分岔行为, 并揭示了变换器存在的次谐波振荡、倍周期分岔和混沌等复杂动力学行为. 基于分段光滑开关模型的数值仿真, 得到变换器在不同负载电阻下的时域波形图和相轨图, 验证了离散时间模型的正确性. 理论分析和仿真结果表明: PCCM Buck变换器更适合工作在轻载条件, 加大负载会导致变换器工作状态的失稳以及工作模式的转移; 电感的等效串联电阻对变换器稳定性具有一定程度的影响, 且等效串联电阻越大, 变换器越稳定. 研究结果对于设计与控制PCCM Buck变换器具有重要意义.     

恒定导通时间控制buck变换器多开关周期振荡现象分析

研究了恒定导通时间(constant on-time,COT)控制buck变换器的多开关周期振荡现象,揭示了buck变换器输出电容等效串联电阻(equivalent series resistance,ESR)对COT控制buck变换器控制性能的影响.研究结果表明,输出电容等效串联电阻是buck变换器发生多开关周期振荡现象的关键因素,并给出了COT控制buck变换器发生多开关周期振荡的临界ESR值.当输出电容ESR值小于临界值时,发生多开关周期振荡现象;而当ESR大于临界值时,多开关周期振荡现象消失.最后 关键词： 恒定导通时间控制 buck变换器 振荡 等效串联电阻     

LCC谐振变换器的电路建模与参数设计

对用于高压场合的LCC谐振变换器进行了分析和研究,采用基波近似法推导等效模型,建立了谐振电路的大信号模型和等效模型,对LCC谐振变换器的稳态特性进行分析,采用了一种以输入阻抗角为限定条件的参数设计方法,该方法可以实现谐振变换器零电压开关的同时兼顾谐振电流对效率的影响。在大信号模型的基础上,建立了小信号模型,得到输出电压与输入占空比之间的传递函数,从而建立闭环系统,实现电压的宽范围输出。通过Simulink仿真验证了所设计的LCC谐振变换器可实现全负载范围的零电压开关(ZVS),说明了设计方法的可行性。     

自积分式电容分压器的频率响应特性

为了测量电缆中传输的ns量级脉冲高电压,设计了自积分电容分压器并开展了频率响应特性分析。为分压器设计了不同的补偿电阻,并使用含有杂散参数的等效电路进行分析。仿真结果表明:分压器低频特性的主要影响因素是等效取样电阻与低压臂电容乘积得到的时间常数;高频特性主要受电容的杂散电感和取样电阻的杂散电容影响。增大时间常数扩展低频特性时,会导致杂散参数的影响加剧而使分压器高频特性变差。采用方波实验和扫频测量两种方法实测了不同参数分压器的频响特性。结果表明:补偿电阻为550 Ω的电容分压器频响上限超过2 GHz;但是低频特性不足,频率下限约为1.8 MHz;而补偿电阻为6.6 kΩ,且调整结构的电容分压器带宽为0.17~700 MHz,能够满足测试需求。     

新型全固态模块化多电平特种高压电源优化设计

模块化多电平换流器（MMC）已成为新型全固态特种高压电源的有效解决方案,对其进行轻量化设计以节约设备空间成本成为当前研究热点。MMC中限制功率密度提升的首要因素为子模块大尺寸电容,为降低MMC对子模块容值的需求,提高系统功率密度,提出一种改进型MMC(I-MMC)拓扑。应用隔离型开关电容变换器,实现上下桥臂一对子模块高频链互联。研究中相单元内上、下桥臂子模块对并联的高频链两侧采用同步控制,使子模块电容之间呈现开关电容特性,实现波动功率在电容之间的自由传递,进而消除相位相反的基频与3倍频波动分量。结合MMC运行调制比和功率因数分析基频与3倍频波动分量消除后子模块电容取值,完成模块化设计。所提方案可将子模块电容减小至常规MMC的1/4。仿真与实验结果验证了所提拓扑方案的正确性与有效性。     

并联谐振电路在调制器充电电源中的应用

文章探讨了一种新颖的并联谐振高压开关电路,该电路无需使用外加谐振元件,只利用变压器的漏感和分布电容作为谐振参数,既减小了变压器寄生参数的影响,也简化电路.设计采用调频器件CD4046对MOS管进行开关频率控制,且令变换器工作于过谐振模式时,该电路能够体现出对电容恒流充电的特性.文中对电路的工作过程进行了简要分析,并给出了功率计算和实验波形.     

JO413型携式直流单双臂电桥介绍

JO413型携式直流单双臂电桥,专为中学物理实验室对各种导体电阻进行测量而设计的。它具有直读数据,使用方便(不需配备其他附件,既可按单桥电路测量中等阻值的电阻,又能按双桥电路测量低阻值的电阻)工作稳定,体积小等优点。其外型如封4中所示。下面对该仪器做一简要介绍。一,工作原理及结构单电桥测量电阻的原理见图1。     

对电感电容损耗电阻的研究

电感电路和电容电路在电子技术的滤波电路中有着重要作用,损耗电阻的大小是设计滤波电路参数的重要依据．人们通常在讨论电感和电容特性时,都把电感和电容当作纯电抗性元件,认为在低频段它们不存在损耗电阻,只有在10。Hz以上的高频范围内才有损耗电阻存在,事实是这样吗？事实并非如此,本文试图通过实验测试分析电感电容在10^3～10^4Hz的频率范围内它们的损耗电阻不能忽略,而且电感的损耗电阻随着频率的升高而增大,电容的损耗电阻随着频率的升高而降低．     

交流电致发光屏功耗测量

本文分析了目前测交流电致发光屏功耗通用的补偿法所存在的问题,并通过计算导出此法适用的范围.在此基础上设计了交流电桥法,直接测量发光屏等效电阻和等效电容,通过等效电阻计算发光屏功耗.这样,克服了补偿法存在的问题,并在一定程度上消除了发光屏非线性阻抗特性对功耗测量的影响.