非接觸電能傳輸技術是一門新興的能量傳輸技術,它集合了電力電子能量傳輸技術、磁場耦合技術以及現代控制理論。由于這種電能傳輸方式沒有接觸摩擦,可減少對設備的損傷,不會產生易引燃引爆的火花,解決了給移動設備特別是在惡劣環境下,工作設備的供電問題。在交通運輸、航空航天、機器人、醫療器械、照明、便攜式電子產品、礦井和水下應用等場合有著廣泛的應用前景。本文對非接觸電能傳輸技術進行了理論和實驗研究。主要研究內容如下: ⑴介紹了非接觸電能傳輸技術的國內外研究現狀,發展前景,基本原理與所涉及到的關鍵技術。 ⑵通過建立漏感模型,對采用各種補償方式時,補償電容的選擇進行了分析與研究,并對不同補償方式時,負載對系統傳輸效率的影響進行了分析。 ⑶介紹了PWM調制硬開關技術、軟開關技術,比較分析了應用于無接觸電能傳輸系統主變換器的幾種逆變器拓撲結構,詳細分析了移相全橋變換器的工作原理,在此基礎上,對變換器進行改進,提出了基于移相全橋控制的諧振變換器,并對變換器的工作原理進行了詳細分析。 ⑷對系統原副邊主電路的主要參數進行了分析與設計,對松耦合變壓器的結構選擇、主要參數進行了分析與設計。 ⑸分別用通用DSP芯片TMS320F2812和專用控制芯片UC3875對系統的控制電路進行了設計。 ⑹對系統進行了仿真研究,在仿真成功的基礎上,采用UC3875控制方案制作了實驗樣機,進行了實驗研究。
標簽: 非接觸 電能傳輸
上傳時間: 2013-07-19
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近年來,電源技術無論在理論研究,還是生產應用方面都取得了許多成果和長足的進步。開關電源的研究涉及電力電子、自動控制等技術領域,軟開關、高效率是開關電源的重要研究方向。因此,PFC技術和軟開關PWM技術作為成熟的技術,近些年來在中、小功率乃至大功率開關電源中得到普遍的應用。 本文研究設計了一種具有功率因數校正和軟開關技術的高效率開關電源。該開關電源主要分為兩個部分,前一部分為單相有源功率因數校正電路,后一部分為采用移相控制軟開關技術的全橋變換器。 論文首先介紹了開關電源技術的發展以及涉及到的技術領域,然后闡述了現階段幾種提高開關電源技術的新方法,最后詳細敘述了整個系統的設計。在詳細分析和研究單相有源功率因數校正原理的基礎上,設計出有源功率因數校正電路,并給出電路中升壓電感的設計方法。同時,設計出了大功率移相控制全橋軟開關PWMDC/DC變換器,詳細的研究了實現ZVS的條件。最后研制出了實驗樣機,并給出了實驗樣機的功率因數校正電路和移相全橋軟開關變換電路的實驗波形。
標簽: 功率因數校正 軟開關技術 開關電源設計
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術的發展,對大功率、高性能的開關電源要求也越來越高。功率因數校正(PFC)技術是當前電力電子技術研究的熱點問題。大多數電力電子裝置通過整流器與電網接口,而傳統的二極管或晶閘管整流裝置會產生大量的諧波電流,對電網造成污染。許多國家和國際組織相繼制定了一系列限制用電設備諧波的標準。有源功率因數校正技術能夠有效的消除整流裝置的諧波,因此具有廣泛的應用前景。 本文首先分析了開關電源的發展現狀及發展要求,詳細地闡述了開關電源的基本構成和基本組態。然后研究了ZVT-Boost軟開關PFC電路的基本結構、基本工作原理及軟開關實現原理,在此基礎上確定了主電路結構,并制定了控制系統方案。 鑒于功率要求,本文采用兩級PFC電路。因此對常見的DC-DC變換器的拓撲結構、原理特性進行分析。并針對各自的變換器建立了簡化模型,基于所建立的模型分析了變換器的特性,列出各變換器的優缺點及在設計開關電源時的選用原則。最后,對所設計的系統進行了仿真分析。 本文根據用戶的要求研究設計了一種大功率高性能開關電源。該開關電源分為前級和后級,前級為采用BOOST結構的單相有源功率因數校正電路,后級為采用移相控制軟開關技術的全橋變換器。最后研制出了實驗樣機,并給出了實驗樣機的功率因數校正電路和移相全橋軟開關變換電路的實驗波形。
標簽: BOOST 變換器 高功率因數
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隨著電力電子技術的發展,開關電源的小型化、高頻化成為趨勢,其中各個部分工作時的電磁干擾問題也越來越嚴重,因此開關電源的電磁兼容性也越來越引起人們的重視。目前,軟開關技術因其能減少開關損耗和提高效率,在開關電源中應用越來越廣泛。本文的主要目的是針對開關電源中的電磁干擾進行分析,研究軟開關技術對電磁干擾的影響,并且提出一種抑制共模干擾的濾波方法。 本文首先介紹了電磁兼容的定義、開關電源EMI的特點,論述了開關電源中EMI的研究現狀。從電磁干擾的三要素出發,介紹了開關電源中電磁干擾的干擾源和干擾的耦合通路。分析了電感、電容、高頻變壓器等器件的高頻特性,并介紹了線性阻抗穩定系統(LISN)的定義和作用。在了解了軟開關基本概念的基礎上,本文以全橋變換器為對象,介紹了移相全橋ZVS的工作原理,分析了它在實現過程中對共模干擾的影響,并在考慮IGBT寄生電容的情況下,對其共模干擾通道進行了分析。然后以UC3875為核心,設計了移相全橋ZVS的控制電路和主電路,實現了軟開關。為了對共模干擾進行抑制,本文提出了一種新型的有源和無源相結合的EMI濾波器,即無源部分采用匹配網絡法,將阻抗失配的影響降到最低;有源部分采用前饋控制,對共模電流進行補償。 針對以上提出的問題,本文通過Saber軟件對移相全橋ZVS進行了仿真,并和硬開關條件下的傳導干擾進行了比較,得出了在高頻段,ZVS的共模干擾小于硬開關,在較低頻段改善不大,甚至更加嚴重,而差模干擾有較大衰減的結論。通過對混合濾波器進行仿真,取得了良好的濾波效果,和傳統的無源EMI濾波器相比,在體積和重量上都有一定優勢。
標簽: EMI 開關電源 模
上傳時間: 2013-05-28
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近年來,世界各國競相發展綠色可再生能源,太陽能因其潔凈、儲量巨大等優點倍受青睞。在太陽能的各種應用中,光伏發電倍受關注。隨著光伏組件價格的不斷降低和電力電子技術的發展,光伏發電的系統容量和變換設備的轉換效率不斷增加,體積逐漸減小,對光伏發電系統相關設備的設計和制造提出了新的要求。 本文從提高光伏發電系統整體效率的角度出發,以光伏發電系統中電能變換裝置作為研究目標,研究光伏發電中的關鍵性技術之一——光伏陣列的最大功率點跟蹤技術。主要研究適用于光伏發電系統的最大功率點跟蹤變換器的拓撲;研究光伏發電系統的最大功率點跟蹤變換器的控制方法。論文在分析研究光伏電池的工作原理及輸出特性的基礎上,分析研究了幾種基于DC/DC變換器的最大功率跟蹤算法及各自優缺點和適用場合。在拓撲研究方面,分析研究了Buck、Boost和全橋電路應用于光伏發電中的優缺點以及適用的最佳功率等級,并對這三種電路的功率損耗進行分析,通過仿真進行驗證。探討了把軟開關技術、三電平技術應用于光伏發電系統的可行性,并詳細分析了應用于光伏發電系統的移相全橋ZVS DC/DC變換器電路的換流過程。在理論分析的基礎上,論文設計實現了應用移相全橋軟開關DC/DC變換電路作為主電路的MPPT變換器,構建了1000W小型獨立光伏發電系統,進行仿真和實驗,對實驗結果進行損耗分析。證實了移相全橋ZVS DC/DC變換電路作為中小型光伏發電系統的前級變換器,可以在實現太陽能光伏陣列的最大功率點跟蹤的同時,保證開關管實現軟開關,從而提高了系統的轉換效率和功率密度。
標簽: 光伏發電系統 關鍵技術
上傳時間: 2013-05-23
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本文從感應加熱基本原理出發,概述了感應加熱技術的現狀及發展趨勢,在分析串聯諧振逆變器各種功率控制策略原理及優缺點的基礎上,對于移相調功輕載時的缺陷,本文將有限雙極性PWM法引入逆變器輕載時的輸出控制,通過DPLL鎖相,使滯后橋臂的電壓與電流始終保持一定的相位,同時結合非輕載時移相功率調節良好的特性,提出了一種基于DSP的新型功率控制策略,克服了傳統移相全橋的缺點,使得高頻逆變電源在輕載條件下仍能實現軟開關,且輕載時電流連續調節范圍廣,三角畸變程度輕于PSPWM,大幅度的擴大了負載的適用范圍,提高了電源整機效率。 在對新型PWM功率控制串聯諧振逆變器工作過程進行分析的基礎上,解決了所有開關管的軟開關問題;并通過分析功率輸出單元的輸出電壓、電流、功率等,進而得到一個脈沖周期的輸出電壓、電流及功率的計算式。在這些理論分析的基礎上,本文設計了基于新型PWM功率控制策略的感應加熱電源實驗系統,對主電路各元器件進行了精確計算與設計,設計了以TMS320LF2407A為核心的控制與保護電路,并對DSP外圍電路進行設計,同時編寫了基于新型PWM功率控制策略,以數字環相環及功率控制算法為核心的DSP程序,相關的仿真與實驗系統得到的輸出波形很好的驗證了新型PWM控制策略的可行性。
標簽: DSP PWM 大功率
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零電壓開關控制的DC/DC變換器在中大功率應用場合受到越來越多的關注,并被廣泛地應用到工程中,其可靠性受到人們的重視。本文介紹了零電壓開關控制的原理和現在較為常用的零電壓開關控制芯片UCC3895芯片,并用該芯片完成一臺15V/48V的DC/DC變換器設計,給出了電路主要參數的設計和初步的實驗結果。
標簽: DCDC 移相全橋 變換器 應用研究
上傳時間: 2013-11-05
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UCC3895
標簽: 3895 ZVS UCC 移相全橋
上傳時間: 2014-01-27
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ucc3895
標簽: 3895 UCC 移相全橋 變換器
上傳時間: 2013-11-24
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針對電源設備出廠老化測試電能浪費問題,設計了一種基于TMS320F28335DSP的恒流型饋能式電子負載。描述了一種原邊帶箝位二極管的ZVS移相全橋變換器的工作特點,采用了一種簡便易行的移相波形數字控制方法;基于DC/DC電壓前饋、DC/AC電壓電流雙環控制方法,研制出一臺3.5 kW試驗樣機。實驗結果表明:該系統性能穩定、調節速度快,能很好地滿足測試老化及饋網要求。
標簽: F28335 28335 320F TMS
上傳時間: 2013-10-13
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