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一种带补偿的准谐振反激变换器频率算法

电力电子技术 2016年第12期50卷 80-83页

作者：黎文相海涛晶澳太阳能投资(中国)有限公司上海200436

围绕着提高反激变换器的欧洲效率,使其在小功率场合具有更好的效率表现。首先分析了反激交换器准谐振的工作原理,推导了带补偿准谐振反激变换器的频率算法;其次介绍了该算法在反激式微型逆变器系统中的应用,给出了电路组成、算法实现和... 详细信息

围绕着提高反激变换器的欧洲效率,使其在小功率场合具有更好的效率表现。首先分析了反激交换器准谐振的工作原理,推导了带补偿准谐振反激变换器的频率算法;其次介绍了该算法在反激式微型逆变器系统中的应用,给出了电路组成、算法实现和谐振周期数的取值,在全负载范围内实现了软开关;最后,实验结果表明该算法提高了系统运行在小功率时的效率,证明了所提算法的实用性和有效性。

关键词：变换器准谐振谐振周期反激软开关

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多模式准谐振反激式开关电源控制器设计

多模式准谐振反激式开关电源控制器设计

作者：夏一正浙江大学

学位级别：硕士

随着电子信息产业的飞速发展，现代开关电源的应用场合日趋广泛，对其性能的要求也变得日益严格，包括对其效率的要求。高效率的开关电源能降低散热要求，且延长了电池的使用时间，这对于便携式设备至为重要。尤应指出的是，全世界节能... 详细信息

随着电子信息产业的飞速发展，现代开关电源的应用场合日趋广泛，对其性能的要求也变得日益严格，包括对其效率的要求。高效率的开关电源能降低散热要求，且延长了电池的使用时间，这对于便携式设备至为重要。尤应指出的是，全世界节能意识的提高对电源的效率提出了极为严格的要求。其中，针对家用电器和办公设备等待机功耗耗费大量能源的现状，世界各国相继出台了要求更趋严格的节能法规。中国在2006年3月实施的节能评价值指标为待机能耗3W，能效指数为1.1。2009年3月1日将实施的节能评价值为待机能耗1W，能效指数为0.75。这些都对于今后的开关电源设计提出了新的挑战。有鉴于此，论文重点围绕高效率开关电源控制芯片的开发，尤其是轻载条件下提高开关电源效率的技术开展研究。论文首先对于反激式拓扑开关电源工作原理，准谐振技术以及多模式进行了研究，并在此基础上提出了一种新的多模式反激式准谐振开关电源控制器设计。该设计可以在不同的负载情况下分别提供准谐振模式，频率回扫模式和脉冲模式控制，通过选择适合于负载的控制模式达到减少能量损失提高效率的目的，同时该设计还采用了准谐振软开关的技术最大限度的减少开关损耗。迄今为止，已有多项研究致力于在各个方面优化开关电源的设计以实现更高效率。首先，利用准谐振软开关技术能够有效降低开关损耗，提高效率。其次，为了在全负载段都能保持高的效率，提出了多模式控制的概念，即在不同负载条件下采用不同的控制策略，从而保持高的效率。本文的创新点在于：提出了完整的多模式反激式准谐振开关电源控制器的系统架构，详细分析了控制器的工作原理。在此基础上进行电路设计，研究并解决了多模式反激式开关电源控制器的若干技术难点，包括多模式控制的实现，准谐振中谷地信号的检测，完备的保护功能等等。在完成系统设计基础上，在1.5μm BCD工艺下完成了芯片的各个功能单元模块的电路设计，并通过电路仿真对各项设计进行了仿真验证，表明所设计的功能模块都已经实现，并对所构成的控制器进行了系统仿真。仿真结果表明控制器实现了系统规划时设计的功能。

关键词：多模式反激拓扑准谐振

基于RCC的准谐振高压开关电源的设计与仿真

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基于RCC的准谐振高压开关电源的设计与仿真

作者：湛禄电子科技大学

学位级别：硕士

开关电源的研究领域涉及电力电子,自动控制等很多技术领域。其中软开关技术是近年来的一个热门课题。可以想象软开关技术的应用可以使开关电源具有更高的效率及较低的电磁干扰。RCC电路就是我们通常所指的反激式自激变换器,变压器(储能... 详细信息

开关电源的研究领域涉及电力电子,自动控制等很多技术领域。其中软开关技术是近年来的一个热门课题。可以想象软开关技术的应用可以使开关电源具有更高的效率及较低的电磁干扰。RCC电路就是我们通常所指的反激式自激变换器,变压器(储能电感)的工作模式处于临界状态,可以方便的实现电流控制,在结构上是单极点系统,容易得到快速稳定的响应,广泛应用于50W以下的开关电源中。它的缺点是输出功率较小,其工作频率随输出电流和输入电压的变化时变化较大。而相对于它的缺点,RCC的优势也比较突出。首先是电路结构简单,只需要少数的分离元器件就可以得到专用芯片才能实现的电压输出功能,具有很高的性价比。如果我们能克服它的缺点,就能使RCC电路得到广泛的应用,创造出很大的经济效益。这正是本论文的任务,本论文就是对RCC电路进行深入研究,完成了只有专门芯片才能实现的准谐振开关操作,让RCC电路工作在准谐振状态。从而提高了效率,为RCC的广泛应用提供了可能。最后结合本文的理论,设计了一款130W的高压电源,此开关电源工作在准谐振状态,实现了软开关。从测试的结果看,性能完全满足用户的要求。

关键词：高压开关电源软开关准谐振 RCC

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单管准谐振式微逆变器控制系统的研究

单管准谐振式微逆变器控制系统的研究

作者：周钊正青岛大学

学位级别：硕士

分布式光伏发电系统具有安装灵活、靠近负荷等优点,适用于普通家庭,微逆变器是分布式光伏发电系统的一种结构,可实现系统内每块光伏电池板单独进行逆变控制,系统整体工作效率高。设计一种体积小、效率高、成本低的微逆变器具有很高的经... 详细信息

分布式光伏发电系统具有安装灵活、靠近负荷等优点,适用于普通家庭,微逆变器是分布式光伏发电系统的一种结构,可实现系统内每块光伏电池板单独进行逆变控制,系统整体工作效率高。设计一种体积小、效率高、成本低的微逆变器具有很高的经济价值。本文设计了一种两级式隔离型微逆变器,主要针对其控制系统进行了研究。单端正激电路存在磁芯复位问题而反激电路输出功率较小,微逆变器前级采用单管准谐振电路,实现了功率双端输出,并可以通过调节开关频率大幅调节输出电压;本文介绍了单管准谐振电路的工作原理及工作过程,运用等效模型法分析了电路的谐振过程,得出了电路增益与频率之间的关系;通过程序控制与硬件电路检测结合的方式实现了前级开关管的软开关;为实现光伏电池板最大功率输出,本文通过基于变步长扰动观察法的最大功率点跟踪控制使光伏电池板工作于最大功率点。微逆变器后级采用单相全桥电路实现逆变,采用双极性正弦脉宽调制技术;为了减小电感体积并且达到更好的滤波效果,输出滤波电路采用LCL结构;针对LCL系统固有谐振点的问题,本文采用了基于有源阻尼法的电容电流环补偿,增加了LCL电路系统的阻尼系数;采用电容电流内环,输出电流中环以及直流电压外环三环控制方式,提高系统的稳定性,为了在电网频率变动的情况下实现无静差控制,采用了准比例谐振控制器,通过模型仿真与公式计算结合的方式设计了控制器的参数,为了实现同相同频并网,采用了软件锁相环技术。本文基于dsPIC30F2020单片机,运用C语言进行编程设计,给出了前后两级的程序流程图;对逆变器驱动电路和采样电路进行了设计;最后搭建电路进行了部分微逆变器实验,并给出了相应的实验结果与分析,初步验证了所设计微逆变器方案的可行性。

关键词：光伏并网准谐振最大功率点跟踪软开关有源阻尼控制

基于原边控制的高频高效率准谐振AC/DC控制器芯片设计

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基于原边控制的高频高效率准谐振AC/DC控制器芯片设计

作者：蔡晓辉复旦大学

学位级别：硕士

当今社会便携式电子设备的发展日新月异,对于电源的要求也是越来越严格,而在手机充电器和电源适配器的应用领域中,具备多功能、小体积以及绿色环保等特性,已经成为电源管理控制器研究的主流趋势,从而推动着电源管理控制器芯片朝着高频... 详细信息

当今社会便携式电子设备的发展日新月异,对于电源的要求也是越来越严格,而在手机充电器和电源适配器的应用领域中,具备多功能、小体积以及绿色环保等特性,已经成为电源管理控制器研究的主流趋势,从而推动着电源管理控制器芯片朝着高频高效率的方向蓬勃发展。在这些AC/DC应用领域中,反激式变换器已经成为主流的拓扑之一,但由于该变换器在开关管集电极会产生很大的反激电压,造成很大的开关损耗和系统的EMI噪声,并且这种情况会随着工作频率的提高而进一步恶化,从而加剧了高频与高效率之间的矛盾。正是基于以上关于小体积以及高频高效率的要求,论文中设计了一款主要应用于小尺寸锂电池充电器和电源适配器的基于原边控制的高频高效率准谐振反激式AC/DC转换器控制芯片。论文设计的控制器采用原边控制技术以去除光耦和二次侧控制电路,无需环路补偿电路就可以得到稳定的系统和高精度的恒流恒压(CC/CV)调制,再加上高工作频率,应用系统的体积也会大大地减少。为解决高频与高效率之间的矛盾,系统在重载时将采用准谐振(QR)控制模式,通过在谷底导通实现软开关,大大减少开关损耗,同时抑制了EMI干扰;而在轻载时将采用PFM控制模式,降低工作频率,以实现全负载段的高效率。论文中对开关电源基本原理及各个模式的特点进行了分析,提出了完整的基于原边控制的高频高效率准谐振AC/DC转换器控制器的系统架构,详细分析了控制器的工作原理,并在此基础上进行电路设计和仿真,包括精确的恒流恒压(CC/CV)调制,内置线电压补偿和输出压降补偿,准谐振中谷底导通,完备的保护功能等等。芯片已经通过新进半导体公司的1.5um BCD工艺进行流片,测试结果表明设计的变换器能实现市电输入到5V线端输出电压的转换,在恒压和重载条件下准确地实现准谐振谷底导通,并且系统在全负载范围保持稳定,平均转换效率达到70%以上,实现了系统预期的各项功能。

关键词：准谐振 AC/DC 开关电源 CC/CV

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准谐振反激变换器的频率调制策略

电气技术 2006年第7期7卷 91-94页

作者：胡静 J.克亚特 L.洛伦兹英飞凌技术亚太公司新加坡349282

反激变换器广泛用于离线式供电电源。除了工作在固定的开关频率模式外,由于更小的开通损耗和更好的EMI性能,准谐振工作模式在反激式变换器中得到较广泛的应用。准谐振反激式变换器的挑战之一是开关频率随着输出功率的减小而增加,这影响... 详细信息

反激变换器广泛用于离线式供电电源。除了工作在固定的开关频率模式外,由于更小的开通损耗和更好的EMI性能,准谐振工作模式在反激式变换器中得到较广泛的应用。准谐振反激式变换器的挑战之一是开关频率随着输出功率的减小而增加,这影响了系统的效率,尤其是在中等负载或轻载条件下。新的开关频率调制方式很好地克服了这个问题。本文对一些现有的策略进行了比较,并且给出了基于可能的最佳策略的系统性能。

关键词：准谐振反激式变换器反激变换开关频率切换频率负载范围频率调制调频