提出了一种应用于48 V-1 V系统的隔离型混合模式降压变换器,利用飞电容和变压器实现高转换比应用下的高转换效率。混合变换器结合了开关电容变换器和开关电感变换器,其中飞电容承担了部分电压降,实现了功率开关管电压应力的降低。由于开关节点处的电压摆幅较小,开关损耗随之减小;通过使用更低压的功率开关管,实现功率开关管导通损耗减小。在此基础上,隔离型混合模式降压变换器通过时序控制可以实现软开关,进而实现功率开关管开关损耗减小,使得整体效率提升。在隔离型混合模式降压变换器中,飞电容还具有隔直电容的作用,可以防止变压器偏磁。在典型应用下,即在48 V输入电压、1 V输出电压、500 kHz开关频率下,峰值效率为94.84%。

大功率半导体激光器越来越成为主力光源, 针对传统的开关型电源半桥或全桥变换器电流的动态响应速度及控制精度问题, 根据激光加工中快速开关的要求, 使用了ZVS软开关技术及端采用同步倍流整流, 从而达到减耗高效以及对负载电压的自适应能力的目的, 同时采用一种基于最优算法的极点配置控制实现电压和电流的精准调节。整个系统使用闭环负反馈回路控制, 系统软件仿真采用SIMULINK环境, 调控简便。研究结果表明, 控制精度高达0.1%, 并在0.1 s内完成回路响应。当实验负载RL＞0.48 Ω时, 变换器输出为恒流特性; 满载(50 A/24 V)输出时, 电源效率超过90%, 纹波系数小于1%。采取同步整流具有高于二极管整流的效率。

基于AC-Link技术的充电电源具有高效率、高功率密度等优点, 可作为高功率微波系统的初级能源。针对三相AC/AC能量变换的需求, 仿真研究了一种基于AC-Link并联谐振技术的三相AC/AC变换器。给出了并联谐振AC-link三相AC/AC变换器的拓扑结构; 分析了控制原理; 阐述了16模式的具体控制过程和软开关切换的实现方法; 明确了开关切换时间的计算方法; 搭建15 kW仿真平台分析了不同负载要求下的能量变换过程。结果表明:该变换器可以实现固定输出的能量变换, 并且输出电压、频率可调; 输入/输出电流波形均为正弦, 输入功率因数为1; 控制方法正确有效, 实现了软开关切换。

为提高行波管高压电源变换器全工作状态的软开关和动态响应性能,分析了行波管负载的动态突变特性,设计了全桥LLC谐振倍压功率变换器,提出了基于自激移相控制的全桥LLC变换器的工作原理、大信号建模和设计方法,重点针对负载突变特性分析了变换器的瞬态软开关特性和控制参数设计原则。通过仿真验证了变换器在负载突变时能够实现开关管的零电压开通,说明了控制参数的自适应调整能够提高变换器的动态响应性能。通过实验分析了基于自激移相控制的全桥LLC变换器的典型波形,表明变换器具有较好的软开关特性。

微空心阴极放电(MHCD)是在普通空心阴极放电的基础上提出的一种高气压下亚毫米级微放电技术.将MHCD作为大体积辉光放电的外部电离源(即等离子体源),可以解决高气压下大体积辉光放电不稳定的问题.在MHCD实验的基础上,研制出可对MHCD气体放电模式(连续/脉冲)和输出功率进行调控的开关电源.这种开关电源可以与单片机、微机等其他外部控制设备相连.该电源采用全桥软开关技术,串联谐振并联输出,4个MOSFET管为主控制元件,实现了高频工作,响应快速.脉冲模式工作时避免了开关管的硬开关,减小了高次谐波对电网干扰;无需镇流电阻也可实现气体稳定放电.

采用软开关恒流充电技术,研制了一台40kV/20kW开关型脉冲成形网络(PFN)充电高压电源装置,该装置在重复频率范围、PFN电容容量较大变动时,都能达到高的稳定性,并具有体积小、效率高、可并联运行的特点,可用于环型加速器注入引出、直线加速器、雷达发射等领域.介绍了该装置的研制及带PFN负载的实验状况.

介绍了新型软开关脉冲电容充电技术,其基本电路采用串联谐振拓扑,具备零电流开关、恒流充电、内在短路保护等优点。导出了该基本电路重要参数的计算公式。仿真了一个16kJ/s充电电源的波形。在重复频率较高、负载电容容量偏小时的不利情况下,在基本恒流电路的基础上,探讨了几种改善充电电压稳定性的途径,同时保留了恒流源的优点。